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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE وزارة الـتعليـم الـعالـي و الـبحـث الـعلمـي
Ministegravere de lrsquoEnseignement Supeacuterieur et de la Recherche Scientifique
Deacutepartement Hydraulique Urbaine
MEMOIRE DE MASTER
Pour lrsquoobtention du diplocircme de Master en Hydraulique
OPTION Alimentation en eau potable
THEME
Preacutesenteacute par Melle HAMIDI Ouiza
DEVANT LES MEMBRES DU JURY
Nom et Preacutenom
Grade
Qualiteacute
Mr SALAH Boualem Professeur Preacutesident Mme MOKRANE Wahiba MAA Examinatrice Mr HACHEMI Abdelkader MAA Examinateur Mme TAFAT Leila MAA Examinatrice Mr YAHIAOUI Samir MAA Promoteur
Mars 2017
Conception drsquoun code de calcul pour le dimensionnement
des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Au terme de ce projet fruit de mes anneacutees de labeur je tiens agrave remercier sincegraverement Dieu de
mrsquoavoir octroyeacute les moyens et les personnes qui mrsquoont aideacute dans son eacutelaboration
Je tiens agrave exprimer mes vifs remerciements et ma profonde gratitude agrave
Mon promoteur M r
Samir YAHIAOUI auquel je tiens agrave exprimer ma
Profonde gratitude pour la confiance qursquoil mrsquoa accordeacutee afin de reacutealiser
Ce travail ainsi que pour ses multiples et preacutecieux conseils scientifiques
professionnels ou tout simplement humains qursquoil a su me prodiguer
aux moments opportuns
Il est particuliegraverement agreacuteable de teacutemoigner ma reconnaissance agrave
Melle
Sarra BETEL pour avoir consacreacute de son temps pour lrsquoameacutelioration de la
qualiteacute de ce travail sans son soutien ce travail nrsquoaurait pas abouti
Toute la gratitude agrave nos professeurs et enseignants qui nous ont guideacutes au cours de la
formation de master et nos respects aux membres de jury qui nous feront lhonneur
dappreacutecier ce travail
Mon dernier remerciement mais non le moindre srsquoadressent agrave tous ceux qui mrsquoont aideacute
de pregraves ou de loin
OHamidi
Remerciements
Je tiens avant tout agrave remercier le dieu tout puissant qui mrsquoa donneacute beaucoup de courage et
de volonteacute pour que je puisse arriver agrave finir ce modeste travail
Je tiens agrave deacutedier ce travail agrave la meacutemoire de mes chers parents
A ma chegravere tante Taoues que jrsquoadmire qui mrsquoa toujours aideacute dans ma vie et qui ne cesse de
mrsquoencourager et de me soutenir tout au long de mes eacutetudes que dieu me la protegravege
Rien au monde ne pourrait compenser les efforts et les sacrifices que tu as consentis pour
mon bien ecirctre
A mes fregraveres Larbi et Si moh
A ma sœur Karima
A mes belles petites princesses Melinda et Aneacutelle
A mes chegraveres amies Sarra Lydia Samia Nadjla Amel
A mon amie drsquoenfance Ryma
A mon tregraves cher ami Fayccedilal
A la meacutemoire des eacutetudiants martyrs de lrsquoEPST Tlemcen
A tous ceux qui mrsquoont apporteacute de lrsquoaide de pregraves ou de loin
OHamidi
Deacutedicace
الملخص
ف الجضائش الضحف الحضش و االكخظاظ السكاو المالحع خاصت ف المذن الكبشي أدي إل مشاكل الخلىد و
محطاث حصفت الماي المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت لخحذذ مشاسغ إوجاصلك فالسلطاث اسخثمشث السىىاث األخشة ف زل
أبؼاد المحطت وخبغ ػذة مشاحل
ػىذ الؼمل ػل والخشكض والطاقت خاصتخطلب كثشا مه الىقج وػادة ماهذا الخقذش ف مؼظم األحان مكلف جذا
ػذة مخغشاث مما جؼل الذساست أكثش حؼقذا و صؼىبت
بخحذذ أبؼاد محطت حصفت الماي سمح زال Tech-epur V10 مس بشوامجف مه هذا المششوع هى إوشاء ذاله
المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت اسخىادا ػل قاػذة الباواث
كىن أداة دػم الحخار القشاساث وبزلك وإوجاص المششوعهذا البشوامج سىف ساػذ ػل الخقلل مه الذساست
الصشف ماي البشمجاث المىشطت الحمأة محطاث حصفت الماي المسخؼملت مفتاحيةال كلمات
Reacutesumeacute
En Algeacuterie les extensions urbaines et la surpopulation enregistreacutees surtout dans les grandes
villes a engendreacute des problegravemes accrus en termes de pollution Et crsquoest la raison pour laquelle
les autoriteacutes se sont investies au cours de ces derniegraveres anneacutees dans la reacutealisation des stations
drsquoeacutepuration fonctionnant agrave boues activeacutees
Le dimensionnement de celles-ci suit plusieurs eacutetapes dans le but de pouvoir estimer
les dimensions de chaque qui les constituent Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse et
neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Mots clefs STEP Boues activeacutees Logiciel Effluents
Abstract
In Algeria urban extensions and overcrowding especially in large cities have led to
increased problems in terms of pollution And this is why the authorities have invested in
recent years in the realization of activated sludge treatment plants
The sizing of these steps follows several steps in order to be able to estimate the
dimensions of each that constitute them This estimate is often very expensive and generally
requires a lot of time concentration and energy for sewage treatment plant designers
especially when working on several variants This makes the study more difficult and
complex
The objective of this project is to develop a software called Tech-Epur V10 which enables
the size of an activated sludge treatment plant to be determined from certain basic data
This software will help to reduce the duration of the study and the implementation of the
STEP project and will be a tool for decision-making
Keywords sewage treatment plant Activated sludge Software Effluents
Sommaire
Introduction geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les eaux useacutees
1
I1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I21 Lrsquoassainissement autonomehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I221 Les boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I222 Le lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiershelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I223a Les disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports finshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224a Lrsquoinfiltration-percolationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224b Le filtre planteacute de roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration 5
I21 Boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
I22 Lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I23 Bio-disque helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I24 Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I25 Lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuteriehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees helliphelliphelliphellip 9
I41Preacutetraitementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I411 le deacutegrillagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I412 Le dessablage et deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I42Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I43Traitement secondaire (clarification) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I44traitement des boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations helliphelliphelliphellip 12
I51 Les boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
I511Les boues primaireshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I512Les boues physico-chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I513 Les boues biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I514 Les boues mixtes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
13
I515 Les boues daeacuteration prolongeacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I52 Lrsquoeau eacutepureacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Au terme de ce projet fruit de mes anneacutees de labeur je tiens agrave remercier sincegraverement Dieu de
mrsquoavoir octroyeacute les moyens et les personnes qui mrsquoont aideacute dans son eacutelaboration
Je tiens agrave exprimer mes vifs remerciements et ma profonde gratitude agrave
Mon promoteur M r
Samir YAHIAOUI auquel je tiens agrave exprimer ma
Profonde gratitude pour la confiance qursquoil mrsquoa accordeacutee afin de reacutealiser
Ce travail ainsi que pour ses multiples et preacutecieux conseils scientifiques
professionnels ou tout simplement humains qursquoil a su me prodiguer
aux moments opportuns
Il est particuliegraverement agreacuteable de teacutemoigner ma reconnaissance agrave
Melle
Sarra BETEL pour avoir consacreacute de son temps pour lrsquoameacutelioration de la
qualiteacute de ce travail sans son soutien ce travail nrsquoaurait pas abouti
Toute la gratitude agrave nos professeurs et enseignants qui nous ont guideacutes au cours de la
formation de master et nos respects aux membres de jury qui nous feront lhonneur
dappreacutecier ce travail
Mon dernier remerciement mais non le moindre srsquoadressent agrave tous ceux qui mrsquoont aideacute
de pregraves ou de loin
OHamidi
Remerciements
Je tiens avant tout agrave remercier le dieu tout puissant qui mrsquoa donneacute beaucoup de courage et
de volonteacute pour que je puisse arriver agrave finir ce modeste travail
Je tiens agrave deacutedier ce travail agrave la meacutemoire de mes chers parents
A ma chegravere tante Taoues que jrsquoadmire qui mrsquoa toujours aideacute dans ma vie et qui ne cesse de
mrsquoencourager et de me soutenir tout au long de mes eacutetudes que dieu me la protegravege
Rien au monde ne pourrait compenser les efforts et les sacrifices que tu as consentis pour
mon bien ecirctre
A mes fregraveres Larbi et Si moh
A ma sœur Karima
A mes belles petites princesses Melinda et Aneacutelle
A mes chegraveres amies Sarra Lydia Samia Nadjla Amel
A mon amie drsquoenfance Ryma
A mon tregraves cher ami Fayccedilal
A la meacutemoire des eacutetudiants martyrs de lrsquoEPST Tlemcen
A tous ceux qui mrsquoont apporteacute de lrsquoaide de pregraves ou de loin
OHamidi
Deacutedicace
الملخص
ف الجضائش الضحف الحضش و االكخظاظ السكاو المالحع خاصت ف المذن الكبشي أدي إل مشاكل الخلىد و
محطاث حصفت الماي المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت لخحذذ مشاسغ إوجاصلك فالسلطاث اسخثمشث السىىاث األخشة ف زل
أبؼاد المحطت وخبغ ػذة مشاحل
ػىذ الؼمل ػل والخشكض والطاقت خاصتخطلب كثشا مه الىقج وػادة ماهذا الخقذش ف مؼظم األحان مكلف جذا
ػذة مخغشاث مما جؼل الذساست أكثش حؼقذا و صؼىبت
بخحذذ أبؼاد محطت حصفت الماي سمح زال Tech-epur V10 مس بشوامجف مه هذا المششوع هى إوشاء ذاله
المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت اسخىادا ػل قاػذة الباواث
كىن أداة دػم الحخار القشاساث وبزلك وإوجاص المششوعهذا البشوامج سىف ساػذ ػل الخقلل مه الذساست
الصشف ماي البشمجاث المىشطت الحمأة محطاث حصفت الماي المسخؼملت مفتاحيةال كلمات
Reacutesumeacute
En Algeacuterie les extensions urbaines et la surpopulation enregistreacutees surtout dans les grandes
villes a engendreacute des problegravemes accrus en termes de pollution Et crsquoest la raison pour laquelle
les autoriteacutes se sont investies au cours de ces derniegraveres anneacutees dans la reacutealisation des stations
drsquoeacutepuration fonctionnant agrave boues activeacutees
Le dimensionnement de celles-ci suit plusieurs eacutetapes dans le but de pouvoir estimer
les dimensions de chaque qui les constituent Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse et
neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Mots clefs STEP Boues activeacutees Logiciel Effluents
Abstract
In Algeria urban extensions and overcrowding especially in large cities have led to
increased problems in terms of pollution And this is why the authorities have invested in
recent years in the realization of activated sludge treatment plants
The sizing of these steps follows several steps in order to be able to estimate the
dimensions of each that constitute them This estimate is often very expensive and generally
requires a lot of time concentration and energy for sewage treatment plant designers
especially when working on several variants This makes the study more difficult and
complex
The objective of this project is to develop a software called Tech-Epur V10 which enables
the size of an activated sludge treatment plant to be determined from certain basic data
This software will help to reduce the duration of the study and the implementation of the
STEP project and will be a tool for decision-making
Keywords sewage treatment plant Activated sludge Software Effluents
Sommaire
Introduction geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les eaux useacutees
1
I1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I21 Lrsquoassainissement autonomehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I221 Les boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I222 Le lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiershelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I223a Les disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports finshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224a Lrsquoinfiltration-percolationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224b Le filtre planteacute de roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration 5
I21 Boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
I22 Lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I23 Bio-disque helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I24 Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I25 Lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuteriehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees helliphelliphelliphellip 9
I41Preacutetraitementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I411 le deacutegrillagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I412 Le dessablage et deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I42Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I43Traitement secondaire (clarification) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I44traitement des boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations helliphelliphelliphellip 12
I51 Les boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
I511Les boues primaireshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I512Les boues physico-chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I513 Les boues biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I514 Les boues mixtes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
13
I515 Les boues daeacuteration prolongeacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I52 Lrsquoeau eacutepureacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Je tiens avant tout agrave remercier le dieu tout puissant qui mrsquoa donneacute beaucoup de courage et
de volonteacute pour que je puisse arriver agrave finir ce modeste travail
Je tiens agrave deacutedier ce travail agrave la meacutemoire de mes chers parents
A ma chegravere tante Taoues que jrsquoadmire qui mrsquoa toujours aideacute dans ma vie et qui ne cesse de
mrsquoencourager et de me soutenir tout au long de mes eacutetudes que dieu me la protegravege
Rien au monde ne pourrait compenser les efforts et les sacrifices que tu as consentis pour
mon bien ecirctre
A mes fregraveres Larbi et Si moh
A ma sœur Karima
A mes belles petites princesses Melinda et Aneacutelle
A mes chegraveres amies Sarra Lydia Samia Nadjla Amel
A mon amie drsquoenfance Ryma
A mon tregraves cher ami Fayccedilal
A la meacutemoire des eacutetudiants martyrs de lrsquoEPST Tlemcen
A tous ceux qui mrsquoont apporteacute de lrsquoaide de pregraves ou de loin
OHamidi
Deacutedicace
الملخص
ف الجضائش الضحف الحضش و االكخظاظ السكاو المالحع خاصت ف المذن الكبشي أدي إل مشاكل الخلىد و
محطاث حصفت الماي المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت لخحذذ مشاسغ إوجاصلك فالسلطاث اسخثمشث السىىاث األخشة ف زل
أبؼاد المحطت وخبغ ػذة مشاحل
ػىذ الؼمل ػل والخشكض والطاقت خاصتخطلب كثشا مه الىقج وػادة ماهذا الخقذش ف مؼظم األحان مكلف جذا
ػذة مخغشاث مما جؼل الذساست أكثش حؼقذا و صؼىبت
بخحذذ أبؼاد محطت حصفت الماي سمح زال Tech-epur V10 مس بشوامجف مه هذا المششوع هى إوشاء ذاله
المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت اسخىادا ػل قاػذة الباواث
كىن أداة دػم الحخار القشاساث وبزلك وإوجاص المششوعهذا البشوامج سىف ساػذ ػل الخقلل مه الذساست
الصشف ماي البشمجاث المىشطت الحمأة محطاث حصفت الماي المسخؼملت مفتاحيةال كلمات
Reacutesumeacute
En Algeacuterie les extensions urbaines et la surpopulation enregistreacutees surtout dans les grandes
villes a engendreacute des problegravemes accrus en termes de pollution Et crsquoest la raison pour laquelle
les autoriteacutes se sont investies au cours de ces derniegraveres anneacutees dans la reacutealisation des stations
drsquoeacutepuration fonctionnant agrave boues activeacutees
Le dimensionnement de celles-ci suit plusieurs eacutetapes dans le but de pouvoir estimer
les dimensions de chaque qui les constituent Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse et
neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Mots clefs STEP Boues activeacutees Logiciel Effluents
Abstract
In Algeria urban extensions and overcrowding especially in large cities have led to
increased problems in terms of pollution And this is why the authorities have invested in
recent years in the realization of activated sludge treatment plants
The sizing of these steps follows several steps in order to be able to estimate the
dimensions of each that constitute them This estimate is often very expensive and generally
requires a lot of time concentration and energy for sewage treatment plant designers
especially when working on several variants This makes the study more difficult and
complex
The objective of this project is to develop a software called Tech-Epur V10 which enables
the size of an activated sludge treatment plant to be determined from certain basic data
This software will help to reduce the duration of the study and the implementation of the
STEP project and will be a tool for decision-making
Keywords sewage treatment plant Activated sludge Software Effluents
Sommaire
Introduction geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les eaux useacutees
1
I1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I21 Lrsquoassainissement autonomehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I221 Les boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I222 Le lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiershelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I223a Les disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports finshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224a Lrsquoinfiltration-percolationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224b Le filtre planteacute de roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration 5
I21 Boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
I22 Lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I23 Bio-disque helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I24 Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I25 Lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuteriehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees helliphelliphelliphellip 9
I41Preacutetraitementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I411 le deacutegrillagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I412 Le dessablage et deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I42Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I43Traitement secondaire (clarification) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I44traitement des boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations helliphelliphelliphellip 12
I51 Les boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
I511Les boues primaireshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I512Les boues physico-chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I513 Les boues biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I514 Les boues mixtes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
13
I515 Les boues daeacuteration prolongeacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I52 Lrsquoeau eacutepureacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
الملخص
ف الجضائش الضحف الحضش و االكخظاظ السكاو المالحع خاصت ف المذن الكبشي أدي إل مشاكل الخلىد و
محطاث حصفت الماي المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت لخحذذ مشاسغ إوجاصلك فالسلطاث اسخثمشث السىىاث األخشة ف زل
أبؼاد المحطت وخبغ ػذة مشاحل
ػىذ الؼمل ػل والخشكض والطاقت خاصتخطلب كثشا مه الىقج وػادة ماهذا الخقذش ف مؼظم األحان مكلف جذا
ػذة مخغشاث مما جؼل الذساست أكثش حؼقذا و صؼىبت
بخحذذ أبؼاد محطت حصفت الماي سمح زال Tech-epur V10 مس بشوامجف مه هذا المششوع هى إوشاء ذاله
المسخؼملت بخىقت الحمأة المىشطت اسخىادا ػل قاػذة الباواث
كىن أداة دػم الحخار القشاساث وبزلك وإوجاص المششوعهذا البشوامج سىف ساػذ ػل الخقلل مه الذساست
الصشف ماي البشمجاث المىشطت الحمأة محطاث حصفت الماي المسخؼملت مفتاحيةال كلمات
Reacutesumeacute
En Algeacuterie les extensions urbaines et la surpopulation enregistreacutees surtout dans les grandes
villes a engendreacute des problegravemes accrus en termes de pollution Et crsquoest la raison pour laquelle
les autoriteacutes se sont investies au cours de ces derniegraveres anneacutees dans la reacutealisation des stations
drsquoeacutepuration fonctionnant agrave boues activeacutees
Le dimensionnement de celles-ci suit plusieurs eacutetapes dans le but de pouvoir estimer
les dimensions de chaque qui les constituent Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse et
neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Mots clefs STEP Boues activeacutees Logiciel Effluents
Abstract
In Algeria urban extensions and overcrowding especially in large cities have led to
increased problems in terms of pollution And this is why the authorities have invested in
recent years in the realization of activated sludge treatment plants
The sizing of these steps follows several steps in order to be able to estimate the
dimensions of each that constitute them This estimate is often very expensive and generally
requires a lot of time concentration and energy for sewage treatment plant designers
especially when working on several variants This makes the study more difficult and
complex
The objective of this project is to develop a software called Tech-Epur V10 which enables
the size of an activated sludge treatment plant to be determined from certain basic data
This software will help to reduce the duration of the study and the implementation of the
STEP project and will be a tool for decision-making
Keywords sewage treatment plant Activated sludge Software Effluents
Sommaire
Introduction geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les eaux useacutees
1
I1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I21 Lrsquoassainissement autonomehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I221 Les boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I222 Le lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiershelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I223a Les disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports finshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224a Lrsquoinfiltration-percolationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224b Le filtre planteacute de roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration 5
I21 Boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
I22 Lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I23 Bio-disque helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I24 Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I25 Lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuteriehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees helliphelliphelliphellip 9
I41Preacutetraitementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I411 le deacutegrillagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I412 Le dessablage et deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I42Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I43Traitement secondaire (clarification) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I44traitement des boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations helliphelliphelliphellip 12
I51 Les boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
I511Les boues primaireshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I512Les boues physico-chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I513 Les boues biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I514 Les boues mixtes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
13
I515 Les boues daeacuteration prolongeacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I52 Lrsquoeau eacutepureacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Abstract
In Algeria urban extensions and overcrowding especially in large cities have led to
increased problems in terms of pollution And this is why the authorities have invested in
recent years in the realization of activated sludge treatment plants
The sizing of these steps follows several steps in order to be able to estimate the
dimensions of each that constitute them This estimate is often very expensive and generally
requires a lot of time concentration and energy for sewage treatment plant designers
especially when working on several variants This makes the study more difficult and
complex
The objective of this project is to develop a software called Tech-Epur V10 which enables
the size of an activated sludge treatment plant to be determined from certain basic data
This software will help to reduce the duration of the study and the implementation of the
STEP project and will be a tool for decision-making
Keywords sewage treatment plant Activated sludge Software Effluents
Sommaire
Introduction geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les eaux useacutees
1
I1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I21 Lrsquoassainissement autonomehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I221 Les boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I222 Le lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiershelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I223a Les disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports finshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224a Lrsquoinfiltration-percolationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224b Le filtre planteacute de roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration 5
I21 Boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
I22 Lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I23 Bio-disque helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I24 Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I25 Lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuteriehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees helliphelliphelliphellip 9
I41Preacutetraitementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I411 le deacutegrillagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I412 Le dessablage et deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I42Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I43Traitement secondaire (clarification) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I44traitement des boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations helliphelliphelliphellip 12
I51 Les boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
I511Les boues primaireshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I512Les boues physico-chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I513 Les boues biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I514 Les boues mixtes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
13
I515 Les boues daeacuteration prolongeacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I52 Lrsquoeau eacutepureacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Sommaire
Introduction geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur les eaux useacutees
1
I1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I21 Lrsquoassainissement autonomehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libreshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I221 Les boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 2
I222 Le lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiershelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I223a Les disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports finshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224a Lrsquoinfiltration-percolationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I224b Le filtre planteacute de roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration 5
I21 Boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
I22 Lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I23 Bio-disque helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I24 Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
I25 Lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuteriehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 8
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees helliphelliphelliphellip 9
I41Preacutetraitementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I411 le deacutegrillagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I412 Le dessablage et deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
I42Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I43Traitement secondaire (clarification) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
I44traitement des boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations helliphelliphelliphellip 12
I51 Les boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 12
I511Les boues primaireshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I512Les boues physico-chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I513 Les boues biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I514 Les boues mixtes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
13
I515 Les boues daeacuteration prolongeacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13
I52 Lrsquoeau eacutepureacuteehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation) helliphellip 14
I522 industriels helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I523 collectifs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I53 Les gaz helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 15
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer helliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I41Paramegravetres physiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16
I42Les paramegravetres chimiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I43Les paramegravetres compleacutementaires helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I44Paramegravetres biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17
I5 Conclusion helliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18
Chapitre II Etude des logiciels existants
II1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
19
II21presentations des logiciels existants helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II211 Le Logiciel Ondeor helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19
II212 Le logiciel Aero-step helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
II3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 20
Chapitre III Preacutesentation de lapplication Tech-epur V10
III1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III2Preacutesentation de lrsquoapplicationhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III21 Objectifs de lrsquoapplication helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 21
III22 Fonctionnementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluantehelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
III231Preacutetraitement helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26
III232Traitement primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 27
III233Traitement secondaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
III233aChoix de la variante helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 ) helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 30
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuterationhelliphelliphelliphelliphellip 30
III233eBilan des boues helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
III234Traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
III234aDose du chlore agrave injecter helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
33
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qjhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississementhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur 34
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip
34
III236 Dimensionnement du digesteurhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
III237 Dimensionnement du lit de seacutechagehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai hellip 37
III31Fenecirctre daccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
III32 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III33Deacutebits drsquoeffluant helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire hellip 39
III4Conclusion helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Chapitre IV Methode et outils
IV1Introduction helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV2 Outils informatiques utiliseacutes helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV21le langage de programmation Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47
IV22Framework DotNet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV23 IDE Visuel studio 2010helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV24 Microsoft Accegraves helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
IV3Conclusion helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 48
Conclusion geacuteneacuterale helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Liste des tableaux
chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacuteeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite helliphelliphellip 27
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la
variante helliphelliphelliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29
Tableau III7 bilan de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 33
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 34
Tableau III10 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
TableauIII11 Dimensions du digesteur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 36
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Liste des figures
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
Figure I1 boues activeacutees helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I1 lagunage naturel helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3
Figure I3 disques biologiques helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation 2 - les roseaux helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I5 deacutegrilleurs helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9
Figure I7 deacutecanteur primaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10
Figure I8 clarificateur helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacuteeshelliphellip 12
Figure I11 lit de seacutechage de boueshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 14
Chapitre III Preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 23
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 25
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire helliphellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 28
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 32
Figure III4 Lit de seacutechage helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 35
FigureIII5 Page drsquoaccueil helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 37
FigureIII6 Barre de navigation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 38
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluantehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 39
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 41
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation de
la charge polluante agrave sa sortie helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 42
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortiehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 43
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 44
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide hellip helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 45
FigureIII14 rapport de la simulation helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 46
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Nomenclature
Ab Age des boues
a Fraction de pollution transformeacute
a m Coefficient de rendement cellulaire
a Coefficient global de transfert
b fraction de la masse cellulaire eacutelimineacutee par jour
b Coefficient cineacutetique de respiration endogegravene
C Conductiviteacute
Cm Charge massique
COT Carbone organique total
Cp Coefficient de pointe
Cv Charge volumique
D Diamegravetre du bassin
DBO Demande biochimique en oxygegravene
Dc Diamegravetre de la conduite
DCO Demande chimique en oxygegravene
Dd Diamegravetre de deacutecanteur
Deacute Diamegravetre de leacutepaississeur
Dx Masse des boues agrave extraire
Dj Dose journaliegravere de chlore
d Espacement des barreau
e Epaisseur des barreaux
EH Equivalent habitant
H Profondeur du dessableur-deacuteshuileur
Hb Hauteur du bassin
Hd Hauteur du deacutecanteur
H geacuteo Hauteur geacuteomeacutetrique
hmax Hauteur deau admissible sur une grille
HMT Hauteur manomeacutetrique totale
Hsr Profondeur de la station de relevage
Im Indice de MOHALMAN
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Ka Constante caracteacuterisant le dispositif daeacuteration
k Taux de croissance
K Coefficient de colmatage de la grille
L Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lb Longueur du bassin
Lg Largeur de la grille
Le Charge polluante eacutelimineacute
ll Largeur du lit
Lf Charge polluant agrave la sortie
L0 Charge polluante agrave lentreacutee
l Largeur du dessableur-deacuteshuileur
Lsr Longueur de la station de relevage
lsr largeur de la station de relevage
MES Matiegravere en suspension
MM Matiegraveres mineacuterales
MMe Matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
MMr Matiegraveres mineacuterales restantes
MVS Matiegraveres volatiles en suspension
Na Nombre daeacuterateurs
N0 Quantiteacute totale doxygegravene transfeacutereacutee
Ns Oxygegravene transfeacutereacute dans le liquide
Nlit Nombre des lits
n Pourcentage dencrassement
Pa Puissance daeacuteration neacutecessaire
Pb Puissance de brassage
Q Deacutebit dair
Qa Quantiteacute annuelle dhypochlorite
Qeacute Deacutebit entrant dans leacutepaississeur
Qj Deacutebit dhypochlorite neacutecessaire
Qmoyj Deacutebit moyen journalier
Qmoyh Deacutebit moyen horaire
Qp Deacutebit de pointe
Qr Deacutebit de refoulement
Q(O2) Quantiteacute doxygegravene neacutecessaire dans le bassin
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Q(O2) h Quantiteacute doxygegravene horaire
Q(O2) j Quantiteacute doxygegravene journaliegravere
Q(O2) p Quantiteacute doxygegravene en cas de pointe
R Coefficient global de reacuteduction
Rc Taux de recirculation des boues
S Surface de passage de leffluent
Sh Surface horizontale
Su Surface unitaire du lit de seacutechage
S0 Concentration en DBO5 agrave lentreacutee du bassin daeacuteration
Sf La concentration en DBO5 agrave la sortie du bassin daeacuteration
T Tempeacuterature
Tc Taux de retour agrave leacutegout
Td Peacuteriode diurne
TR Taux de raccordement au reacuteseau
Ts Temps de seacutejour
t Dureacutee damortissement
V Vitesse de leacutecoulement
Va Vitesse ascensionnelle des particules
Van Le volume total annuel deau eacutepureacutee
VB Volume des boues
Vb Volume du bassin
Vc Vitesse de chute
Vd Volume du deacutecanteur
Ve Vitesse du passage des particules
Veacute Volume de leacutepaississeur
Vr Volume du radier
Vsr Volume de la station de relevage
Vtb Volume total du beacuteton
Wa Puissance de brassage
Wab Puissance absolue
Wm Puissance de brassage et de maintien des solides en suspension
X Masse bacteacuterienne
Xa Concentration des boues dans le bassin
Xdur Quantiteacute des matiegraveres segraveches non deacutegradables
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Xeff Fuite des MES avec lrsquoeffluent
Xmin Quantiteacute des matiegraveres mineacuterales eacutelimineacutees
Xr Concentration des boues recycleacutees
Xt Masse des boues dans le bassin
α Angle dinclinaison de la grille
β Fraction de surface occupeacutee par les barreaux
ηeacutep Rendement de leacutepuration
λ Coefficient de perte de charge
ΔH Perte de charge
Abreacuteviation
ONA Office National de lAssainissement
STEP Station dEpuration
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Introduction geacuteneacuterale
1
Introduction geacuteneacuterale
Lrsquoeau cette source de vie constitue lrsquoune des ressources naturelles les plus sensibles agrave
la pollution elle demeure largement gaspilleacutee et pollueacutee agrave lrsquoeacutechelle planeacutetaire peu agrave peu
elle se rareacutefie et sa qualiteacute diminue
De nos jours les besoins en eau potable varient entre 100 et 300 litres par habitant et
par jour et les besoins en eau pour les activiteacutes industrielles sont eacutenormes ceci geacutenegravere une
pollution suppleacutementaire agrave celle produite par les activiteacutes humaines Cette eau pollueacutee se
deacuteverse quotidiennement dans les lacs et les riviegraveres ainsi pour faire face agrave ce problegraveme
plusieurs stations drsquoeacutepuration ont eacuteteacute reacutealiseacutees en Algeacuterie durant les derniegraveres deacutecennies
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration suit plusieurs eacutetapes passant tout
drsquoabord par la reacutecolte des donneacutees de base et des paramegravetres indispensables deacutecrivant la
qualiteacute et la quantiteacute des effluents ceci est dans le but de pouvoir estimer les dimensions de
chaque ouvrage constituant la station drsquoeacutepuration Cette estimation est souvent tregraves oneacutereuse
et neacutecessite en geacuteneacuteral beaucoup de temps de concentration et drsquoeacutenergie aux concepteurs de
STEP surtout quand il srsquoagit de travailler sur plusieurs variantes Ce qui rend lrsquoeacutetude plus
difficile et complexe
Lrsquoobjectif de ce projet vise agrave eacutelaborer un logiciel nommeacute Tech-Epur V10 qui permet
de deacuteterminer les dimensions drsquoune station drsquoeacutepuration des eaux useacutees agrave boues activeacutees agrave
partir de certaines donneacutees de base et ce de lrsquoeacutetape du preacutetraitement jusqursquoagrave celle du
traitement des boues
Afin drsquoarriver agrave cette fin nous nous basons sur le logiciel de visuel studio et le langage
de programmation orienteacute objet C Sharp C
Pour bien meneacute cette eacutetude nous avons reacuteparti le travail en quatre chapitres agrave savoir
Chapitre I donne une vision geacuteneacuterale sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees et des
techniques utiliseacutees
Chapitre II crsquoest une eacutetude comparative entre les logiciels existants qui permettent
de dimensionner les stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Chapitre III crsquoest une preacutesentation de lrsquoapplication eacutelaboreacutee ses objectifs et son
mode de fonctionnement
Chapitre VI crsquoest lrsquoensemble des outils informatiques et les meacutethodes de
programmation qui ont contribueacute agrave la conception de lrsquoapplication Tech-epur V10
Ce logiciel contribuera agrave reacuteduire la dureacutee de leacutetude ainsi que de la reacutealisation du
projet de STEP et constituera un outil drsquoaide de prise de deacutecisions
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
2
I1Introduction
Ce preacutesent chapitre a pour but de deacutefinir lrsquoensemble des proceacutedeacutes drsquoeacutepuration existant et
les avantages et inconveacutenients de chacun tout en citant les paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer et
ensuite donner un petit aperccedilu sur lrsquoeacutepuration en Algeacuterie et la reacuteutilisation des produits des
stations drsquoeacutepuration(eau boue et gaz)
I2Les systegravemes drsquoeacutepuration des eaux useacutees
Au cocircteacute de lrsquoassainissement autonome trois grandes filiegraveres de traitement des eaux useacutees
existent
Les proceacutedeacutes agrave cultures libres
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports grossiers
Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees sur supports fins
I21 Lrsquoassainissement autonome [2]
Dans les zones drsquohabitat disperseacute la collecte de la pollution par des reacuteseaux drsquoeacutegout est
coucircteuse et peu justifieacutee
Lrsquoassainissement individuel (ou autonome) est alors preacuteconiseacute Il se compose le plus souvent drsquoune
fosse septique suivie drsquoun eacutepandage souterrain constitueacute drsquoun reacuteseau de drains ou de filtres agrave sable
Les fosses septiques laquo toutes eaux raquo recueillent lrsquoensemble des eaux useacutees
Une seacutedimentation des matiegraveres solides et une digestion anaeacuterobie (en lrsquoabsence drsquooxygegravene) srsquoy
effectuent Lrsquoeacutepandage souterrain dans un terrain filtrant contenant des bacteacuteries aeacuterobies achegraveve
lrsquoeacutepuration des eaux
I22 Les proceacutedeacutes agrave cultures libres [2]
I221 Les boues activeacutees
Ce principe drsquoeacutepuration repose sur la deacutegradation aeacuterobie de la pollution par meacutelange des
micro-organismes eacutepurateurs et de lrsquoeffluent agrave traiter Ce proceacutedeacute est aujourdrsquohui utiliseacute dans la
majoriteacute des stations drsquoeacutepuration de capaciteacute supeacuterieure agrave 1 000 eacutequivalents habitants
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
3
Figure I1 boues activeacutees
I222 Le lagunage naturel [3]
Il consiste agrave faire seacutejourner pendant une longue dureacutee les rejets dans des bassins successifs
de grande eacutetendue (ressemblant agrave des eacutetangs) et de faible profondeur (environ 1 m) Cela permet de
favoriser le deacuteveloppement des micro-algues qui apportent lrsquooxygegravene neacutecessaire aux bacteacuteries
assurant lrsquoeacutepuration Apregraves avoir eacuteteacute ainsi eacutepureacutees les eaux sont disperseacutees dans le milieu naturel
Figure I1 lagunage naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
4
I223 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacutees supports grossiers
I223a Les disques biologiques
Cette technique eacutepuratoire est souvent rencontreacutee dans drsquoautres pays (notamment
germaniques et scandinaves) Les supports de la microflore eacutepuratrice sont des disques
partiellement immergeacutes dans lrsquoeffluent agrave traiter et animeacutes drsquoun mouvement de rotation lequel
assure agrave la fois le meacutelange et lrsquoaeacuteration
Figure I3 disques biologiques
I224 Les proceacutedeacutes agrave cultures fixeacute sur supports fins
I224a Lrsquoinfiltration-percolation [2]
Il consiste agrave infiltrer des eaux useacutees preacutetraiteacutees (traitement primaire) dans un milieu
granulaire insatureacute sur lequel est fixeacutee la biomasse eacutepuratoire
I224b Le filtre planteacute de roseaux [2]
La rhizosphegravere consiste agrave infiltrer des eaux useacutees dans des filtres sur lesquels est fixeacutee la
biomasse eacutepuratoire Les roseaux creacuteent un environnement favorable au deacuteveloppement de la flore
bacteacuterienne Le cheminement de leurs tiges et de leurs rhizomes agrave travers le filtre entraine une
oxygeacutenation de ce dernier Il permet une bonne infiltration des effluents et assure un cocircteacute
estheacutetique certain
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
5
Figure I4 1- Systegraveme drsquoinfiltration-percolation
2 - les roseaux
I2 Les avantages et les inconveacutenients de chaque technique drsquoeacutepuration [3] [15]
I21 Boues activeacutees
Ce dispositif est inteacuteressant agrave partir de 400 eacutequivalents habitants au minimum et peut aller jusquagrave
un traitement de 100000 agrave 200000 eacutequivalents habitants
Tableau I1 Avantages et inconveacutenients du proceacutedeacute agrave boues activeacutees
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol reacuteduite
Grande performance drsquoeacutelimination
de la DBO la DCO et des MES
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Sensibiliteacute aux variations de
charges hydraulique et organique
Neacutecessiteacute drsquoun entretien freacutequent
des ouvrages (main dœuvre
qualifieacutee)
Coucirct drsquoexploitation (eacutenergeacutetique)
eacuteleveacute
Faibles performances en matiegravere
drsquoeacutelimination des agents
pathogegravenes
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
6
I22 Lits bacteacuteriens
Tableau I2 avantages et inconveacutenients des lits bacteacuteriens
Avantages Inconveacutenients
Occupation au sol relativement
faible
Bonnes performances en terme de
reacuteduction de la DBO de la DCO et
des MES
Faible consommation en eacutenergie
Coucirct dinvestissement eacuteleveacute
Ne supporte pas les variations de
deacutebit et de concentration des
effluents
Neacutecessite un entretien freacutequent des
ouvrages (main dœuvre
importante)
Pollution olfactive
Nuisances par le deacuteveloppement
des insectes
I23 Bio-disque
Tableau I3 avantages et inconveacutenients du Bio-disque
Avantages Inconveacutenients
Tregraves bonne reacuteactiviteacute en cas de
surcharges par rapport aux boues
activeacutees
Moins drsquoeacutequipement
eacutelectromeacutecanique un seul moteur
par file
Consommation eacutelectrique faible
Limitation de la capaciteacute de la
STEP agrave 100000 EH
Possibiliteacute de la pollution olfactive
I24 Bio-filtration
Tableau I4 avantages et inconveacutenients du Bio-filtration
Avantages Inconveacutenients
Emprise au sol faible par rapport au
proceacutedeacute boues activeacutees
Absence de clarificateurs
secondaires
Grande stabiliteacute vis-agrave-vis des
variations de charge
Possibiliteacute agrave traiter des eaux
faiblement concentreacutees et froides
Inteacutegration architecturale aiseacutee
Modulariteacute
Coucirct drsquoexploitation leacutegegraverement plus
eacuteleveacute qursquoune boue activeacutee en cas de
charge entrante reacuteguliegravere toute
lrsquoanneacutee
Performance drsquoeacutepuration moindre
que pour une boue activeacutee sur la
DBO5 en cas de traitement pousseacute
(lt10 mgl)
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
7
I25 Lagunage
Tableau I5 avantages et inconveacutenients du lagunage
Avantages Inconveacutenients
Proceacutedeacute naturel sans aucune
consommation drsquoeacutenergie
De bonnes performances eacutepuratoires
relativement meilleures sur le plan
microbiologique agrave celles des
proceacutedeacutes intensifs
coucirct drsquoinvestissement relativement
faible
Coucirct drsquoexploitation faible
Forte reacutesistance a la variation des
charges aussi bien hydraulique
qursquoorganique
Simpliciteacute de fonctionnement
Forte occupation au sol
Deacutegagement des odeurs agrave partir des
bassins anaeacuterobies (si mauvaise
conception ou orientation des
bassins)
Temps de seacutejour relativement long
compareacute aux proceacutedeacutes intensifs
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
8
I3Situation actuelle de lrsquoeacutepuration en Algeacuterie [4]
Le volume drsquoeaux useacutees rejeteacutees agrave lrsquoeacutechelle nationale est estimeacute actuellement agrave pregraves de 750
millions de m3 et deacutepassera 15 milliards de m3 agrave lrsquohorizon 2020 Afin de prendre en charge
lrsquoeacutepuration de ce potentiel drsquoeaux useacutees le secteur des ressources en eau a engageacute un programme
ambitieux en matiegravere de reacutealisation drsquoinstallations drsquoeacutepuration
Exploitation
Nombre de station drsquoeacutepuration 102 (52 STEP+ 50 lagunes)
Capaciteacute installeacutee actuelle 570 hm3an (1999 28 STEP pour une capaciteacute de traitement
de 98 millions de m3jour)
Situation du programme en cours de reacutealisation Nombre de station drsquoeacutepuration 176 (87
STEP+ 89 lagunes) Capaciteacute installeacutee 355 hm3an
Conclusion
Il vient de signaler que quasiment la majeure partie des STEP abordeacutees dans ces statistiques
sont celles qui fonctionnent agrave boues activeacutees et ce pour diverses raison
- Presque la totaliteacute des reacuteseaux drsquoassainissement en Algeacuterie sont unitaires drsquoougrave ses STEP en
question recueillent de grandes quantiteacutes drsquoeffluents
- Les qualiteacutes des effluents arrivant vers ses STEP sont souvent tregraves variables et de nature
organique
- Drsquoougrave ce proceacutedeacute donne hypotheacutetiquement des rendements drsquoeacutelimination assez
spectaculaires par rapports agrave drsquoautres
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
9
I4 Fonctionnement drsquoune station drsquoeacutepuration boues activeacutees [1]
I41Preacutetraitement
Les preacutetraitements physiques constituent une seacuterie dopeacuterations susceptibles dalleacuteger les
eaux brutes des matiegraveres les plus grossiegraveres dune part ou celles pouvant gecircner le processus du
traitement ulteacuterieur
Les opeacuterations de preacutetraitements physiques sont
I411 le deacutegrillage
Il sagit de seacuteparer des eaux brutes les matiegraveres les plus volumineuses en faisant passer
leffluent dentreacutee agrave travers des barreaux dont lespacement est deacutetermineacute en fonction de la nature de
leffluent
Figure I5 deacutegrilleurs
I412 Le dessablage et deacuteshuilage [9]
Leacutelimination des sables preacutesents dans leffluent brut est indispensable si on veut proteacuteger
les conduites et pompes contre lrsquoabrasion et aussi eacuteviter le colmatage des canalisations par une
seacutedimentation au cours du traitement cette opeacuteration est aussi destineacutee agrave reacuteduire les graisses et les
huiles non eacutemulsionneacutees par simple seacutedimentation physique en surface
Figure I6 scheacutema explicatif de la phase de dessablage-deacuteshuilage
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
10
I42Traitement primaire [9]
La deacutecantation
Leacutelimination des matiegraveres en suspension preacutesentes dans le milieu liquide est reacutealiseacutee par
seacutedimentation en utilisant uniquement les forces de graviteacute
Figure I7 deacutecanteur primaire
I43Traitement secondaire (clarification)
Cette eacutetape consiste agrave seacuteparer lrsquoeau des boues ou des reacutesidus secondaires issus de la
deacutegradation des matiegraveres organiques Cette deacutecantation est opeacutereacutee dans des bassins speacuteciaux les
clarificateursraquo Les boues se deacuteposent au fond du bassin ougrave elles sont racleacutees et eacutevacueacutees Lrsquoeau
deacutebarrasseacutee de 80 agrave 90 de ses impureteacutes subit alors des analyses et des controcircles avant drsquoecirctre
rejeteacutee dans le milieu naturel
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
11
Figure I8 clarificateur
I44traitement des boues
Une station drsquoeacutepuration produit 2 litres de boues reacutesiduaires par habitant et par jour
Les boues reacutecupeacutereacutees lors de la deacutecantation le traitement biologique et la clarification
doivent ecirctre traiteacutees
Figure I9 reacutecupeacuteration des boues eacutepaissies
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
12
Figure I10 Scheacutema des principales eacutetapes du proceacutedeacute drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
I5Les produits des stations drsquoeacutepuration et leurs utilisations
I51 Les boues
Les boues drsquoeacutepuration (urbaines ou industrielles) sont les principaux deacutechets produits
par une station deacutepuration agrave partir des effluents liquides Ces seacutediments reacutesiduaires sont
surtout constitueacutes de bacteacuteries mortes et de matiegravere organique mineacuteraliseacutee Une installation
moyenne produit environ un excegraves de 40 g de matiegravere segraveche par jour et par habitant Les
boues peuvent ecirctre consideacutereacutees comme eacutetant des deacutechets dangereux ou des deacutechets non
dangereux selon leurs caracteacuteristiques physico-chimiques
On distingue diffeacuterents types de boues selon les traitements appliqueacutes pour eacutepurer lrsquoeau dans
un milieu boueux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
13
I511Les boues primaires
Ce sont les deacutepocircts reacutecupeacutereacutes par une simple deacutecantation des eaux useacutees (dans les
deacutecanteurs-digesteurs par exemple) Elles preacutesentent des concentrations eacuteleveacutees en
matiegraveres mineacuterales (sable terrehellip) mais aussi en matiegravere organique pouvant eacutevoluer
I512Les boues physico-chimiques
Elles ressemblent aux boues primaires sauf que durant le traitement de lrsquoeau useacutee il a
eacuteteacute rajouteacute un reacuteactif (sels de fer drsquoaluminium et autres agents floculants) pour agglomeacuterer
les fines particules et ameacuteliorer la deacutecantation
I513 Les boues biologiques
Elles sont aussi appeleacutees boues secondaires elles proviennent drsquoune eacutepuration
biologique des eaux (boues activeacutees disques biologiques lits bacteacuterienshellip) Ces boues de
concentrations meacutediocres (10 gl) sont tregraves organiques car elles sont principalement
constitueacutees de corps bacteacuteriens et de leurs seacutecreacutetions
On distingue aussi
I514 Les boues mixtes
Constitueacutees drsquoun meacutelange de boues primaires et biologiques elles proviennent de la
plupart des stations de traitement complegravetes
I515 Les boues daeacuteration prolongeacutee [5]
Obtenues sans deacutecantation primaire avec des matiegraveres polluantes intensivement aeacutereacutees
Les boues sont peu concentreacutees moins organiques et donc moins susceptibles de produire des
nuisances On les appelle laquo bio-solides raquo quand les boues sont traiteacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
14
Figure I11 lit de seacutechage de boues
Un reacuteseau dense de stations deacutepuration commence agrave mailler le territoire national
Ces stations produisent en phase finale des boues reacutesiduelles particuliegraverement riches en
matiegravere organique Or le taux en matiegraveres organique des sols agricoles est dramatiquement
faible Ces boues pourraient donc ecirctre utiliseacutees comme apport organique en agriculture
Les stations existantes produisent une moyenne de 2 000 tonnes de boues par mois Et la
preacuteoccupation de chaque responsable de station deacutepuration est de deacutebarrasser les bassins des
boues afin de reacutealiser un nouveau cycle deacutepuration
Une partie de ces boues est placeacutee en deacutecharges Lautre partie est autoriseacutee officieusement
pour lrsquoeacutepandage sur des cultures ceacutereacutealiegraveres arboricultures et plantes ornementales
(peacutepiniegraveres)
Ces boues reacutesiduelles riches en matiegravere organique pourraient donc constituer un apport
inteacuteressant pour amender les sols agricoles
I52 Lrsquoeau eacutepureacutee [6]
I521 Reacuteutilisation de lrsquoeau dans le domaine agricole (irrigation)
Lrsquoeau useacutee traiteacutee agrave lrsquoaval des systegravemes drsquoassainissement urbains repreacutesente une eau
renouvelable non conventionnelle qui pourrait ecirctre une source attrayante et bon marcheacute agrave
employer en agriculture au voisinage des centres urbains Cependant en raison de la nature
variable de cette eau (sa charge en constituants mineacuteraux organiques et biologiques) sa
reacuteutilisation devrait ecirctre geacutereacutee soigneusement surveilleacutee et controcircleacutee par des speacutecialistes afin
de veacuterifier les risques et menaces potentiels sur les usagers le sol et les cultures irrigueacutees
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
15
avec elle ainsi que sur lrsquoenvironnement dans son ensemble Le bassin meacutediterraneacuteen est lune
des reacutegions du monde ougrave la reacuteutilisation agricole des effluents urbains est la plus pratiqueacutee
sauf en Algeacuterie
En Algeacuterie lrsquoutilisation des eaux useacutees eacutepureacutees pour lrsquoirrigation des terres agricoles est
encore agrave lrsquoeacutetat laquo embryonnaire raquo et ne se pratique que sur de tregraves faibles superficies et souvent
agrave titre expeacuterimentale Aussi linstallation des stations deacutepuration en aval des reacuteseaux existants
constitue non seulement une des solutions pour la protection de nos ressources en eau du
milieu naturel et par conseacutequent de lenvironnement mais peut eacutegalement constituer un apport
non neacutegligeable pouvant satisfaire les besoins agricoles [7]
I522 industriels (circuits de refroidissement lavages)
I523 collectifs (lavages des voiries et des veacutehicules municipaux arrosage des
plantations des parcs et des terrains de sports alimentation des reacuteseaux incendie)
Ces possibiliteacutes de reacuteutilisation des eaux eacutepureacutees ont deacutejagrave trouveacute des applications dans le
monde et peuvent donc ecirctre envisageacutees dans tous nouveaux projets Drsquoautres usages ont eacuteteacute
deacuteveloppeacutes qui pourront ecirctre envisageacutes agrave plus ou moins long terme en fonction de
lrsquoeacutevolution des regravegles sanitaires et des politiques agrave mener pour eacuteconomiser lrsquoeau et preacuteserver
durablement les ressources drsquoeau douce
I53 Les gaz [8]
Les professionnels des eaux useacutees ont autrefois accepteacute des consommations
eacutenergeacutetiques eacuteleveacutees pour le fonctionnement des installations de traitement des eaux useacutees
afin drsquoatteindre les exigences drsquoautorisation de rejet Eacutetant donneacute que le coucirct de lrsquoeacutenergie
augmente et qursquoon se focalise de plus en plus sur les eacutenergies renouvelables les autoriteacutes
locales et municipaliteacutes recherchent des solutions permettant de faire des eacuteconomies et de
reacutepondre aux besoins en termes drsquoeacutenergies renouvelables Les moteurs agrave gaz GE Energy
Jenbacher fournissent une solution drsquoeacutenergie renouvelable qui permet agrave terme drsquoeffectuer des
eacuteconomies pour les centrales de traitement des eaux useacutees
I531 Avantages de la digestion drsquoeacutepuration [8]
-Production drsquoeacutenergie renouvelable agrave partir de deacutechets
- Reacuteduction des eacutemissions de carbone speacutecialement par rapport au traitement aeacuterobie des
eaux useacutees
- Production drsquoeacutenergie eacutelectrique eacuteconomique sur site et reacuteduction des pertes de transmission
- Production drsquoeacutenergie thermique eacuteconomique sur site
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
16
- Production drsquoamendement des sols rentable technologie aveacutereacutee
I532 Les eacutetapes de conversion drsquoeacutepuration en eacutenergie [8]
Le proceacutedeacute de production de biogaz est diviseacute en quatre eacutetapes
1 Preacuteparation des matiegraveres entrantes incluant lrsquoeacutelimination des contaminants physiques
2 Digestion (fermentation) constitueacutee de lrsquohydrolyse lrsquoaceacutetogeacutenegravese lrsquoacidogeacutenegravese et la
meacutethanogenegravese
3 Conversion du biogaz en eacutelectriciteacute et chaleur renouvelable
4 Post-traitement du digestat
I4Les principaux paramegravetres de pollution agrave eacuteliminer [9]
Les paramegravetres speacutecifiques qui permettent drsquoeacutevaluer le degreacute de pollution des eaux useacutees se
preacutesente sous deux formes
I41Paramegravetres physiques
La tempeacuterature (T degc) elle influence sur lrsquoactiviteacute des micro-organismes et sur la
reacuteserve drsquooxygegravene pour le processus drsquoauto eacutepuration
La turbiditeacute indique la preacutesence plus au moins importante des MES
La conductiviteacute elle varie en fonction de la concentration des sels en solution
Couleur et odeur la couleur drsquoune eau useacutee urbaine est grisacirctre mais certains rejets
industriels contiennent des colorants particuliegraverement stables
Les matiegraveres en suspension MES les matiegraveres en suspension comportent des matiegraveres
mineacuterales et des matiegraveres organiques
Les matiegraveres volatiles en suspension MVS ces matiegraveres disparaissent au cours drsquoune
combustion
Les matiegraveres mineacuterales MM elles repreacutesentent le reacutesidu de la calcination et la
preacutesence de sel
Les matiegraveres deacutecantables et non deacutecantables elles correspondent aux MES qui se
deacuteposent au repos pendant une dureacutee fixeacutee conventionnellement agrave 2 heures
Le pH crsquoest un paramegravetre important pour deacutefinir le caractegravere agressif ou incrustant
des eaux
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre I Geacuteneacuteraliteacutes sur lrsquoeacutepuration des eaux useacutees
17
I42Les paramegravetres chimiques [9]
La demande biochimique en oxygegravene DBO5 crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene consommeacutee
dans les conditions de lrsquoessai drsquoincubation agrave 20deg c et lrsquoobscuriteacute pendant 5 jours pour
assurer lrsquooxydation des matiegraveres organiques biodeacutegradables preacutesentent dans les eaux
useacutees
La demande chimique en oxygegravene DCO crsquoest la quantiteacute drsquooxygegravene neacutecessaire a la
destruction chimique de lrsquoensemble des matiegraveres organiques et mineacuterales contenue
dans lrsquoeau useacutee
I43Les paramegravetres compleacutementaires
Le phosphore
Lrsquoazote
Lrsquoeacutequilibre nutritionnel
I44Paramegravetres biologiques
Les micro-organismes preacutesents dans les eaux useacutees sont agrave lrsquoorigine du
traitement biologique ils sont constitueacutes
Des germes pathogegravenes (mycobacteacuteries colibacilles etchellip)
Des parasites (des œufs de vers etc)
Des champignons
I5 Conclusion
Au terme de ce chapitre nous avons englobeacute tous les points indispensables pour le
dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration dans des conditions qui rependent aux normes
exigeacutees et assurant la protection de lrsquoenvironnement
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre II Etude des logiciels existants
19
II1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une description preacutecise des logiciels existants pour
bien deacutefinir les objectifs du programme agrave eacutelaborer ce qui rend cette eacutetape indispensable avant
de commencer ce projet
Le dimensionnement drsquoune station drsquoeacutepuration peut ecirctre reacutealiseacute drsquoune maniegravere globale
en appliquant des techniques qui se basent sur le nombre drsquoeacutequivalents-habitants Cette
approche donnera une approximation grossiegravere des volumes de bassins
Cependant pour un dimensionnement preacutecis tenant compte de la speacutecificiteacute de la station
et notamment de la qualiteacute de lrsquoeau agrave traiter il est neacutecessaire drsquoutiliser des outils de
dimensionnement approprieacutes
Dans le cadre de ce projet les principaux modules eacutetudieacutes sont
a Estimation des deacutebits et de la charge polluante
b Dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
II2Logiciels existants de dimensionnement des STEP agrave des proceacutedeacutes biologiques
II21presentations des logiciels existants
Sur le marcheacute international nous avons remarqueacute un manque de logiciels commerciaux
de dimensionnement des STEP chaque socieacuteteacute de reacutealisation et drsquoeacutetude dans ce domaine agrave
son propre logiciel qui sont des logiciels internes aux entreprises
II211 Le Logiciel Ondeor [10]
Lrsquoentreprise SUEZ a deacuteveloppeacute agrave cet effet une seacuterie de logiciels internes (nommeacutes
Ondeor) pour le dimensionnement des stations agrave boues activeacutees de biofiltration et des
bioreacuteacteurs agrave membranes
Les programmes de calcul utiliseacutes dans ces logiciels reprennent les formulations de
base (eacutequations de Monod influence de la tempeacuterature sur les cineacutetiqueshellip) caleacutees sur les
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre II Etude des logiciels existants
20
reacutesultats de suivis longue dureacutee de stations en fonctionnement Ceci est particuliegraverement vrai
pour les rendements en deacutecantation primaire les cineacutetiques de nitrification et deacutenitrification
lrsquoeacutelimination biologique du phosphore la production de boues et les besoins en oxygegravene
Par ailleurs les entreacutees neacutecessaires sont fondeacutees sur la typologie de lrsquoeau brute
(voir typologie des eaux reacutesiduaires) Chaque composant de chaque paramegravetre deacutefinissant la
pollution subit un traitement diffeacuterent notamment au niveau de la deacutecantation primaire de la
consommation de carbone soluble pour la deacutenitrification et la deacutephosphatation biologiquehellip
Ces logiciels permettent ainsi de dimensionner lrsquoensemble de la ligne eau en termes
de surface de deacutecantation primaire (physico-chimique ou non) de volumes de bassins
(aeacuteration anoxie anaeacuterobiehellip) de production de boue de besoins en oxygegravene de surface
de clarification et de type de traitement tertiaire afin de tenir les objectifs de rejet et ceci
quelles que soient les technologies envisageacutees (boues activeacutees dans ses diffeacuterentes variantes
Biofiltres Ultrafor Cyclor Meacuteteacuteor etchellip)
II212 Le logiciel Aero-step [11]
Crsquoest un outil drsquoaide pour le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration
Remarque
Il faut signaler qursquoapregraves une recherche approfondie portant sur le marcheacute national
nous nrsquoavons releveacute aucun logiciel certifieacute nrsquoa eacuteteacute retrouveacute dans ce domaine
II3Conclusion
A la fin de cette eacutetude comparative on constate un grand manque de logiciels de
dimensionnement des stations drsquoeacutepuration et la difficulteacute de lrsquoutilisation des logiciels existants
malgreacute la preacutecision et la fiabiliteacute qursquoils apportent pour cela notre projet est drsquoune importance
majeure dans ce domaine vu qursquoon propose une solution agrave ce problegraveme par le biais drsquoun
logiciel reacutepondant aux critegraveres et exigences des usagers œuvrant dans le secteur des STEP et
de lrsquoenvironnement en geacuteneacuteral
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
21
III1Introduction
Le but de ce chapitre est de faire une preacutesentation geacuteneacuterale de lrsquoapplication reacutealiseacutee
ainsi que ses objectifs qursquoon doit atteindre agrave la fin de la simulation
III2Preacutesentation de lrsquoapplication
III21 Objectifs de lrsquoapplication
Lrsquoapplication qui va ecirctre preacutesenteacutee ici a pour but de faciliter les calculs agrave reacutealiser pour
le dimensionnement des stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees
Cependant il devient rapidement eacutevident qursquoen effectuant quelques modifications le
programme permettra drsquoaider agrave dimensionner une grande varieacuteteacute de cas et pas seulement ce type
de station en guise de perspectives
Le programme a eacuteteacute adapteacute de faccedilon agrave ecirctre suffisamment geacuteneacuteral pour pouvoir apporter
des ameacuteliorations dans drsquoautres projets et de pouvoir par la suite lrsquoappliquer dans diffeacuterents
proceacutedeacutes agrave part les boues activeacutees
Lrsquoobjectif de ce programme est de disposer drsquoun outil drsquoaide lors de la conception des
stations drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees Plus concregravetement il permet de
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Lrsquoapplication doit reacutepondre aux besoins suivants
1- Avoir un logiciel performant
2- Avoir un logiciel qui respecte les principes des Interfaces HommeMachine (IHM)
tels que lergonomie et la fiabiliteacute
3- Reacuteduire les tacircches manuelles qui nous permettraient de gagner en spatio-temporel
4- Archiver les informations
5- Avoir un logiciel eacutevolutif et parameacutetrable
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
22
III22 Fonctionnement
Une des ideacutees cleacutes de lrsquoapplication est qursquoelle doit pouvoir ecirctre utiliseacutee facilement par
tous Pour cela le programme a eacutetait seacutepareacute en trois classes principales et en sous-classes
Figure III1 Organigramme du fonctionnement de lrsquoapplication
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
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23
III221 Estimation des deacutebits et de la charge polluante
o Processus de calcul des deacutebits
Tableau III1Processus du calcul des deacutebits
deacutesignation uniteacute Formule
Deacutebit useacute moyen journalier (m3j) Qj=DNcr
Deacutebit moyen horaire (m3h) Qmoyh=Qj24
Deacutebit de pointe temps sec (ls) Qps=KpQj
coefficient de pointe Kp
Deacutebit de pointe
temps de pluie
(m3h) Qpp=(3-5)Qps
Deacutebit diurne
(m3h) Qd=Qj16
o Processus de calcul de charges polluantes
Volume useacute rejeteacute par les habitants (lhabj)
Vus=CrjD
Nombre drsquoeacutequivalents habitants
NEH=N+ (Qequi Vus)
Tel que Qequi est le debit drsquoeacutequipements de la ville
Concentration moyenne drsquoun effluant urbain
Tableau III2 Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
Diffeacuterents polluants Quantiteacute journaliegraveres moyenne par habitant
(gequi habj)
MES 70-90
DBO5 70
DCO 120
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
24
Tableau III3 paramegravetres calculeacutes avec les formules utiliseacutees
Paramegravetre Formule
Charge moyenne en DBO5 ( kgj) Lo=qDBO5NEH
Charge moyenne en MES (kgj) No=qMESNEH
Concentration moyenne en DBO5 (mgl) CDBO5 = LoQj
Concentration moyenne en MES (mgl) CMES= NoQj
Charge en matiegraveres volatiles segraveches (kgj) MVS=08No
Charge en matiegraveres mineacuterales (kgj)
MM=02No
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dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
25
dimensionnement
pretraitement
degrillage dessablage
traitement secondaire
ouvrage agrave dimensionner
bassin daeration clarificateur
besoins en oxygeacutene
bilan des boues
traitement primaire
traitement tertiaire
desinfection traitement des boues eacutepaississement degestion lit de
sechage
III23 dimensionnement de la station drsquoeacutepuration
Le scheacutema globale suivant reacutesume lrsquointeraction entre les diffeacuterentes sous-classes de la classe principale lsquorsquodimensionnementrsquorsquo
Figure III2 Scheacutema global de lrsquointeraction des sous- classes
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
26
III231Preacutetraitement
Processus de calcul
o Le deacutegrillage
On doit deacuteterminer la largeur de la grille qui fait le rocircle drsquoeacuteliminer les deacutechets solides
relativement volumineux La formule est donneacutee par KIRCHMER
L =
)1(sinh
S
Tel que S = VeQp
- S surface de la grille
- Ve vitesse drsquoentreacutee des eaux brutes Ve = (06 agrave 1) ms [4]
- hmax hauteur maximum drsquoeau dans le canal de de passage drsquoeau
hmax =(02 agrave 03) m [4]
- β Coefficient de colmatage β =e 1 ( e1 +e)
- e1 eacutepaisseur des barreaux de la grille
- e espacement entre les barreaux
- δ coefficient tenant compte du mode de deacutegrillage tel que [4]
δ = 025 si le deacutegrillage est manuel (population raccordeacutee gt 5000 hab)
δ = 05 si le deacutegrillage est automatique( Population raccordeacutee ge 5000 hab)
- lrsquoangle drsquoinclinaison de la grille = 60deg
On deacutetermine pour la grille aussi
Le nombre drsquouniteacute U = )( 1ee
L
le nombre de barreau n = U+1
la largeur nette de passage lp=eU
Le refus de la grille
R = eagrave )1512( (lhj) (e1 exprimeacute en cm )
Drsquoougrave le refus total drsquoune anneacutee est
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
27
Rt = 1000
NR (m3an)
o Dessablage deacuteshuilage
-Vasc = vitesse ascensionnelle comprise entre 10 et 20mh
-La surface horizontale (m2) sh = Qppvasc
-Le volume (m3) = Qppts tel que ts temps de seacutejour entre 3 et 10 minutes
-Hauteur (m) Vsh
-Longueur (m) L= ( 3sh)05
-Largeur (m) B= shL
-Le volume drsquoair agrave insuffler dans le dessableur
qair(m3 drsquoairh)=Qpp V
-V volume drsquoair agrave injecter =1 m3
Calcul des quantiteacutes des matiegraveres eacutelimineacutees par le dessableur
MES (kgj) =70MVS + 30MM
MMe (kgj)=70MM =gt MMs=MM-MMe
MESs (kgj) =MMs + MVS
III232Traitement primaire
Pour un reacuteseau unitaire la vitesse limite est deacutetermineacutee en fonction du rapport
K=QppQj
Tableau III4 valeur du coefficient de vitesse en fonction de la vitesse limite
K 25 3 5 8 10
Vlimite 2 25 375 5 6
La surface horizontale du deacutecanteur sh= QppVlimite
Volume v= Qppts
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
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3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
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Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
28
La hauteur h= vsh
Le diamegravetre du deacutecanteur
Temps de seacutejour reacuteel Ts= VQ
La quantiteacute de boues eacutelimineacutee
30 DBO5
70 MES
DBO5s= DBO5-DBO5e
MESs=MES-MESe
III233Traitement secondaire
Figure III3 Scheacutema repreacutesentatif du traitement secondaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
29
III233aChoix de la variante
On se base sur la valeur de la charge massique et de la charge volumique
Tableau III5 Les valeurs de la charge massique et la charge volumique selon la variante
Charge massique
Charge volumique
III233bDimensionnement du bassin drsquoaeacuteration
Tableau III6 dimensions du bassin drsquoaeacuteration
paramegravetre formule
volume V= L0CV
Surface horizontale Sh=v2h
Rapport largeur hauteur 1ltbhlt15
Longueur L = Shb
La masse de boues dans le bassin drsquoaeacuteration est donneacutee par la formule suivante
Xt= DBO5 Cm (kg) tel que DBO5 est la charge polluante a la sortie du deacutecanteur primaire
La concentration des boues dans le bassin drsquoaeacuteration
Xa=XtV (gl)
variante cm cv
Moyenne charge Entre 02 et 05 Entre 06 et 15
Faible charge Entre 01 et 02 Entre 03 et 06
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
30
Temps de seacutejour dans le bassin drsquoaeacuteration
Ts=VQ (h) tel que V volume du bassin
III233c Calcul des besoins en oxygegravene Q(02 )
La consommation doxygegravene reacutesulte donc deux pheacutenomegravenes
1 Loxydation des matiegraveres organiques apporteacutees par leau est proportionnelle agrave la DBO5
eacutelimineacutee
2 La deacutegradation de la matiegravere vivante est proportionnelle au poids de matiegravere vivante dans
laeacuterateur
Les besoins theacuteoriques en oxygegravene sont deacutetermineacutes par la relation suivante
Q(02 )=aLe+bXt
Ou
Le la charge (DBO5) eacutelimineacutee (kgj)
Xt la masse totale des boues dans le bassin (kg)
a b coefficients respiratoires
a coefficient deacuteterminant la fraction doxygegravene consommer pour fournir leacutenergie du systegraveme
de la matiegravere Vivante 048lt a lt 065
a est en fonction de la charge massique
b fraction doxygegravene correspondant agrave la quantiteacute de matiegravere deacutetruite par endogegravene pour fournir
leacutenergie dentretien 007 ltb lt011
Quantiteacute drsquoO2 horaire Q(o2)24
Quantiteacute drsquoO2 par 1m3 du volume du bassin Q(o2)V
Quantiteacute de pointe en O2
Quantiteacute de pointe reacuteelle en O2
III233d Deacutetermination les caracteacuteristiques de laeacuteration
o Calcul de la puissance daeacuteration neacutecessaire Pn
15le Pa le19 kg(O2)Kwh
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
31
(kw)
Puissance de brassage ShPabs
Tel que
o Calcul du nombre daeacuteration dans le bassin Na o Besoin en eacutenergie de lrsquoaeacuterateur E
Dans les conditions normales lrsquoapport speacutecifique en eacutenergie des aeacuterateurs est de
15 Kg O2Kwh On a E = Q(O2) reel pte 15
III233eBilan des boues
Tableau III7 bilan de boues
paramegravetre uniteacute Formule
Xmin Kgm3 Boues mineacuterales
Xdur Kgm3 Boues difficilement biodeacutegradables fMVS
Tel que 03ltflt035
Xm Kgm3 Concentration des boues en excegraves 1200Im
I m indice de mohelman
Qexceacutes ( m3j) Deacutebit de boues en excegraves
Qsp Kgm3j deacutebit speacutecifique par m3 du volume
R Taux de recyclage des boues
Qrecy M3j Debit de boues recycleacutees RQj
Ab jours Age de boues
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
32
o Dimensionnement du deacutecanteur secondaire
Le principe de calcul du deacutecanteur secondaire (clarificateur) est le mecircme que celui du
deacutecanteur primaire
Le temps de seacutejour dans le deacutecanteur secondaire (clarificateur) est entre 1 agrave2 heures
La vitesse ascensionnelle est comprise entre 25 et 3 mh
Le volume du deacutecanteur est calculeacute avec la formule suivante
Volume = Qpointe temps de seacutejour (m3)
La surface horizontale = Qpointe V ascensionnelle (m2)
La hauteur du deacutecanteur est calculeacute ainsi par cette formule H=volume sh (m)
Le diamegravetre du deacutecanteur est obtenu agrave partir de cette formule ( m)
III234Traitement tertiaire [9]
La deacutesinfection des eaux useacutees est un traitement drsquoeacutelimination durable des agents
pathogegravenes bacteacuteries et virus elle peut se pratiquer au chlore(NaClO) agrave lrsquoozone
Le choix entre les deux types de deacutesinfections est habituellement en deacutefaveur de lrsquoozone
agrave cause du coucirct drsquoinvestissement et de maintenance
En Algeacuterie lrsquoutilisation du chlore gazeux pose beaucoup de problegravemes surtout la seacutecuriteacute
de stockage qui doit ecirctre examineacute et reacutesolus avec toute lrsquoattention neacutecessaire
Geacuteneacuteralement la meilleure deacutesinfection que lrsquoon rencontre est lrsquoeau de javel car ce
dernier coucircte moins cher
Figure III4 scheacutema du traitement tertiaire
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
33
III234aDose du chlore agrave injecter
La dose journaliegravere Dj Dj = Qmoy j [Cl2]
III234bCalcul de la quantiteacute de la javel pouvant remplacer la quantiteacute du chlore
1deg de chloromeacutetrie rarr 317 g de Cl2 NaClO [1]
Degreacutedeg de chloromeacutetrie rarr X
X = 317 degreacute ( g de Cl2 NaClO)
III234cLa quantiteacute drsquohypochlorite neacutecessaire Qj
1 m3 (NaClO) rarr valeur kg de Cl2
Qj rarr valeur Kgj
III234dLa quantiteacute annuelle drsquohypochlorite Qa
Qa = Qj 365 ( m3 (NaClO)an)
III234eDimensionnement du bassin de deacutesinfection
Tableau III8 Dimensions du bassin de deacutesinfection
Deacutesignation formule uniteacute
Temps de seacutejour Ts = 30 mn
Le volume du bassin V = Qpte Ts m3
La hauteur du bassin On fixe H = 3 m
La surface horizontale Sh
Sh = VH m2
La longueur L = fixeacutee m
La largeur
B = Sh L m
III234fDimensionnement de lrsquoEpaississement
Leacutepaississeur sera dimensionner on fonction des charges polluantes eacutelimineacutees dans le
deacutecanteur primaire et secondaire
o Boues issues dans le deacutecanteur primaire BI
BI =DBO5eacutelimineacutee+MES eacutelimineacutee ( kgj)
o Boues issues du deacutecanteur secondaire BII
BI= dx ou dx les boues en excegraves et BII ( kgj)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
34
Donc la quantiteacute totale journaliegravere des boues sera BT = BI+ BII
La concentration de la boue agrave lrsquoentreacutee de lrsquoeacutepaississeur
Pour les boues primaires XI ( gl)
Pour les boues secondaires XII ( gl)
o Calcul du deacutebit journalier reccedilu par lrsquoeacutepaississeur
III234gCalcul du deacutebit journalier de boues entrant dans leacutepaississeur
Pour les boues primaires BI
on a (m3j)
BI quantiteacute de boues issues du deacutecanteur primaire
XI la concentration des boues
Le deacutebit total
La concentration du meacutelange [X] ( gl)
III235 Dimensionnement de lrsquoeacutepaississeur
Tableau III9 Dimensions de lrsquoeacutepaississeur
deacutesignation formule uniteacute
Le volume de lrsquoeacutepaississeur V
m3
ts temps de seacutejours ts (1 agrave 15 j) jour
La surface horizontale Sh =V H m2
La profondeur H fixeacutee m
Le diamegravetre D (m)
III236 Dimensionnement du digesteur
Dans le but de diminuer le volume des boues et augmenter leurs quantiteacutes les boues
eacutepaissies arrivent au digesteur avec une concentration de 80 gl
Le deacutebit des boues arrivant au digesteur (boues eacutepaissies QBE) (m3j)
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
35
Tableau III10 Dimensions du digesteur
deacutesignation formule uniteacute
Le temps de seacutejour du digesteur ts ts = 17510(-003t) heure
Le volume du digesteur Vd
Vd = QBE ts
m3
Le diamegravetre du digesteur Dd
m
La surface horizontale Sh
m2
La quantiteacute de matiegraveres segraveches des boues fraicircches Fg
Fg = QBE FsKs
Ks poids speacutecifique de la matiegravere segraveche de la boue fraicircche Ks = 1 tonne m3
Fs la teneur en matiegraveres solides Fs = 3 agrave 4
La quantiteacute de matiegravere organique dans la boue fraicircche Fo
Elle preacutesente 60 de la quantiteacute des matiegraveres segraveches des boues fraicircches
Fo = 06 Fg ( tonne j)
La quantiteacute mineacuterale dans la boue Fm = Fg ndash Fo
Figure III4 Lit de seacutechage
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
36
III237 Dimensionnement du lit de seacutechage
TableauIII11 Dimensions du digesteur
deacutesignations formules uniteacutes
e lrsquoeacutepaisseur maximale des boues entre 20 agrave 30 cm
La longueur L (20 agrave 30) m
Le volume drsquoun lit V V =LBe m3
La concentration de boues activeacutees
eacutepaissies
20 agrave 50 gl
Volume des boues eacutepandues par lit et par
an Va
Va = 10 V m3
Volume de boue agrave seacutecher par an Van Van= V360 m3an
Nombre de lits neacutecessaires
N= Van Va
La surface totale des lits de seacutechage ST = N (LB) m2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
37
III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
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III3Preacutesentation deacutetailleacutee de lapplication avec un exemple drsquoessai
III31Fenecirctre daccueil
Cest la premiegravere fenecirctre qui saffiche si on exeacutecute lapplication toute personne qui veut
beacuteneacuteficier des services du logiciel doit sauthentifier Apregraves authentification une fenecirctre
principale srsquoaffiche
FigureIII5 Page drsquoaccueil
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
38
III32 Barre de navigation
Degraves que lrsquoapplication est exeacutecuteacutee une barre de navigation apparait
FigureIII6 Barre de navigation
III33Deacutebits drsquoeffluant
Une base de donneacutees contenant les informations neacutecessaires pour le calcul des diffeacuterents deacutebits de lrsquoeffluant agrave eacutepurer et agrave lrsquoeacutevaluation de la charge polluantes contenue dans ce dernier agrave savoir
Les charges moyennes journaliegraveres en DBO5 et en MES les concentrations moyens journaliegraveres en DBO5 et en MES etchellip
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
39
FigureIII7 Page illustrant la base de donneacutees des deacutebits drsquoeffluent et de la charge
polluante
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
40
III34 Preacutetraitement traitement primaire et traitement secondaire
Lrsquoutilisateur du programme de calcul Tech-epur V 10 doit saisir certaines donneacutees de
deacutepart afin drsquoestimer premiegraverement la charge polluante agrave lrsquoentreacutee de la STEP et le deacutebit drsquoeaux
useacutees effectuer le dimensionnement des ouvrages de preacutetraitement et du traitement primaire
puis agrave partir de lagrave et en fonction de la charge massique et la charge volumique choisir la
variante de traitement afin de dimensionner le reste des ouvrages constituant la STEP agrave boue
activeacutee
Exemple
Le type de la grille peut ecirctre GROSSIER ou FIN
FigureIII8 Page illustrant le calcul des dimensions du deacutegrilleur
1
2
3
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
41
2
3
Le calcul des dimensions du dessableur sont obtenues apregraves lrsquointroduction des donneacutees
neacutecessaires telles que le temps de seacutejour et la vitesse ascensionnelle
FigureIII9 Page illustrant le calcul des dimensions du Dessableur
1
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
42
Les dimensions du deacutecanteur primaire sont obtenues en ajoutant deux autres donneacutees qui sont le temps de seacutejour et en indiquant le type du deacutebit sur lequel le calcul se base
FigureIII10 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur primaire et lrsquoestimation
de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
43
Les ouvrages qui caracteacuterisent la phase du traitement secondaire sont le bassin drsquoaeacuteration et le clarificateur
Apregraves lrsquoestimation avoir dimensionner le degrilleurdessableur et le deacutecanteur primaire
lrsquoutilisateur doit encore saisir des informations concernant la deacutecantation secondaire ainsi que
les choix des variantes de traitement auxquelles il aura opteacute cest-agrave-dire forte ou moyenne
charge
FigureIII11 Page illustrant le dimensionnement du deacutecanteur secondaire et lrsquoestimation de la charge polluante agrave sa sortie
1
2
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
44
FigureIII12 Page illustrant le dimensionnement des ouvrages du traitement tertiaire
Remarque
Pour remplir les donneacutees neacutecessaires dans le calcul de diffeacuterents paramegravetres preacuteceacutedant agrave savoir les deacutebits les charges polluantes les dimensionshellipetc
On seacutelectionne le paramegravetre et a base da la barre drsquoaccegraves rapide on peut ouvrir lrsquoobjet et le
fermeacute ainsi que drsquoaller agrave lrsquoobjet suivant ou retourner en arriegravere comme la figure le montre
FigureIII13 Barre drsquoaccegraves rapide
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
45
A la fin de la simulation un rapport deacutetailleacute des reacutesultats est obtenu
Ce dernier reacutecapitule lrsquoensemble drsquoinformation neacutecessaire agrave la reacutealisation du projet de conception de la STEP agrave boue activeacutees
FigureIII14 rapport de la simulation
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre III preacutesentation de lrsquoapplication Tech-epur V10
46
III4Conclusion
A la fin de ce chapitre nous avons atteint les objectifs attendus du projet agrave savoir
Le bon fonctionnement de lrsquoapplication en utilisant des donneacutees reacuteelles drsquoune station
drsquoeacutepuration existante
eacutevaluer les charges polluantes et les deacutebits agrave lrsquoentreacutee de la STEP
Calculer les dimensions des ouvrages de la STEP agrave partir de donneacutees de base (deacutebits
drsquoeffluent et charges polluantes)
chaque eacutetape du processus drsquoeacutepuration est preacutesenteacutee avec ses paramegravetres speacutecifiques
Proposer un critegravere de choix de variante de traitement agrave utiliser en comparant les valeurs
de la charge massique et la charge volumique avec celle de lrsquointervalle de chaque
variante
Creacuteer des fiches techniques pour reacutesumer les reacutesultats obtenus lors de la simulation
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre IV meacutethode et outils
47
IV1Introduction
Pour lrsquoeacutelaboration de cette application nous avons fait appel agrave plusieurs outils informatiques
ce qui nous a permis de faire les calculs plus aiseacutement
IV2 Outils informatiques utiliseacutes
Pour reacutealiser notre application nous avons utiliseacute
le langage de programmation C
Framework DotNet
IDE Visuel studio 2010
SGBDR (Microsoft Access)
IV21le langage de programmation C [12]
Crsquoest un langage de programmation orienteacute objet destineacute agrave deacutevelopper sur la
plateforme Microsoft NET deacuteriveacute de C et C++ ressemblant au langage Java2
Il est utiliseacute pour deacutevelopper des applications web ainsi que des applications de bureau
des services web des commandes ou des bibliothegraveques de classes
IV22Framework DotNet [13]
Le Framework NET sappuie sur la norme Common Language Infrastructure (CLI)
qui est indeacutependante du langage de programmation utiliseacute
Ainsi tous les langages compatibles respectant la norme CLI ont accegraves agrave toutes les
bibliothegraveques installeacutees (installables) dans lenvironnement dexeacutecution Il a pour but de
faciliter la tacircche des deacuteveloppeurs en proposant une approche unifieacutee agrave la conception
dapplications Windows ou Web tout en introduisant des faciliteacutes pour le deacuteveloppement le
deacuteploiement et la maintenance dapplications
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Chapitre IV meacutethode et outils
48
Il a besoin decirctre installeacute sur la machine de lutilisateur final rendant les applications
creacuteeacutees sous cet environnement impropres agrave un usage portable
IV23 IDE Visuel studio 2010 [14]
Visual Studio est un ensemble complet doutils de deacuteveloppement permettant de
geacuteneacuterer des applications Web ASPNET des Services Web XML des applications
bureautiques et des applications mobiles
Visual Basic Visual Cet Visual C++ utilisent tous le mecircme environnement de
deacuteveloppement inteacutegreacute (IDE) qui permet le partage doutils et facilite la creacuteation de solutions
agrave plusieurs langages Par ailleurs ces langages utilisent les fonctionnaliteacutes du
NET Framework qui fournit un accegraves agrave des technologies cleacutes simplifiant le
deacuteveloppement dapplications Web ASP et de Services Web XML
IV24 Microsoft Access [13]
Crsquoest un logiciel de Microsoft servant agrave creacuteer une base de donneacutees Il appartient agrave un
SGBDR (Systegraveme de Gestion de Bases de Donneacutees Relationnelles) De ce fait il utilise des
tables en relation
Les bases de donneacutees Access peuvent ecirctre importeacutees et exploiteacutees dans des logiciels de
deacuteveloppement comme Delphi Visual Basic Windev C++
La capaciteacute de donneacutees pouvant ecirctre geacutereacutees par MS Access est limiteacutee agrave 2 Gb
IV3Conclusion
Lrsquoutilisation de ces diffeacuterents outils informatiques nous a permis drsquoeacutelaborer ce logiciel
avec beaucoup de faciliteacute drsquoune part et nous permet eacutegalement drsquoapporter des modifications
sur lrsquoapplication en cas de besoin
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Conclusion geacuteneacuterale
49
Conclusion geacuteneacuterale
Nous avons preacutesenteacute agrave travers ce travail un logiciel nommeacute Tech-epur V10 qui permet
en un laps de temps et avec beaucoup de faciliteacute de deacuteterminer les dimensions des ouvrages
drsquoune station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees et drsquoeacutevaluer la charge polluante agrave la sortie de cette
derniegravere
Ajouteacute agrave cela le fait que lrsquoon peut avoir agrave la fin une fiche technique bien deacutetailleacutee
rapportant toutes les informations concernant les deux eacutetapes majeures du calcul qui sont
lrsquoeacutevaluation des besoins en eau des cultures et le dimensionnement en question
Le programme Tech-epur V10 a eacuteteacute exeacutecuteacute et mis en exerce en lrsquoappliquant sur un
exemple concret qui est le dimensionnement de la station drsquoeacutepuration agrave boues activeacutees de
Biskra et on peut dire que le programme donne des reacutesultats rationnels et tregraves satisfaisants
Grace agrave cette preacutecision et cette fiabiliteacute on peut finalement annoncer avec audace que
le programme eacutelaboreacute fonctionne correctement et donne de tregraves bons reacutesultats il peut en
conseacutequence ecirctre utiliseacute sans aucune crainte en servant comme outil drsquoaide de prise de
deacutecision
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]
Reacutefeacuterences bibliographiques
Agence de lrsquoeau France Artois Picardie Article Le fonctionnement drsquoune station
drsquoeacutepuration [1]
Agence de lrsquoeau France ONEMAArticle Fiche eacutepuration de lrsquoeau [2]
Clarke energy entreprise-ingeacutenierie installation maintenance Article fiche de Gaz
de station drsquoeacutepuration [8]
Djamel BELAID juillet 2012 Article boues des stations drsquoeacutepuration de lrsquoor brun
pour nos champs [5]
Futura planegravete revue Traiter les eaux useacutees avec le proceacutedeacute agrave boue activeacutee [15]
GAID Edition Office des publications universitaires (Alger) 1985 Epuration
biologique des eaux useacutees urbaines [9]
Hakima EL HAITE 12avril2010These obtention du grade de Docteur de lrsquoEcole
Nationale Supeacuterieure des Mines de Saint-Etienne Speacutecialiteacute Sciences et Geacutenie de
lrsquoEnvironnement [3]
MGHARZOULI Chef de Station drsquoEpuration de la ville de Seacutetif ONA- Zone de
Seacutetif 2503 2014Article Investir dans le deacuteveloppement durable La reacuteutilisation
des eaux useacutees eacutepureacutees[6]
Mohamed KESSIRA Algeacuterie 2013Article valorisation des eaux useacutees eacutepureacutees en
irrigation[4]
SUEZ entreprise Meacutemento deacutegerment de SUEZ [10]
Les sites web
httpswwwsafewaterorg [7]
httpswwwprodinrainrafr [11]
httpswwwopenclassroom [12]
httpsmicrosoftcom [13]
httpswwwvisualstudiocom [14]