resources en eau eau de consommation qualités

Cours d’AEP : les ressources en eau qualité/ les eaux de consommation qualité

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(Tirage mars 2006)

Bèga Urbain OUEDRAOGO Ingénieur de l’Equipement Rural DESS Génie Sanitaire&Environnement

QUALITE DES EAUX NATURELLES ET DES EAUX DE CONSOMMATION

----------------------------------- BESOINS & DEMANDE EN EAU


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SOMMAIRE 1 Généralités 2 Différents types d'eaux naturelles 2.1 Cycle de l'eau 2.2 Eaux météoriques 2.3 Eaux de surface 2.3.1 Eaux de rivière 2.3.2 Eaux de ruissellement 2.3.3 Eaux dormantes 2.3.4 Eaux de sources émergeantes 2.4 Eaux souterraines 2.4.1 Eaux des nappes libres 2.4.2 Eaux des nappes captives 2.4.3 Eaux des nappes alluviales 3 Caractéristiques des eaux naturelles 3.1 Les constituants biologiques 3.1.1 Les protozoaires 3.1.2 Les helminthes 3.1.3 Les organismes libres 3.2 Les constituants micro biologiques 3.2.1 Les bactéries 3.2.2 Les virus 3.2.3 Les indicateurs de pollution biologique et/ ou micro biologique 3.2.3.1 Caractéristiques des indicateurs usuels de pollution 3.2.3.2 Autres indicateurs 3.3 Les Constituants physico-chimiques 3.4 Quelques unités d'évaluation quantitative de qualité 4 Classes de qualité des ressources en eau 4.1 Tableau comparatif des eaux de surface et des eaux souterraines 4.2 Classes de qualité des ressources en eau - Usages potentiels 4.3 Classes de qualité des ressources en eau - Traitements appropriés 5 Eau de consommation - Eau potable 5.1 Les caractéristiques principales d'une eau potable 5.2 Caractérisation des eaux de consommation 5.2.1 limites de qualité des eaux brute destinées à la consommation ou à la production d'eau potable 5.2.1.1 Références de l'Union Européenne 5.2.1.2 Références françaises 5.3 Suivi et contrôle de la qualité des eaux de consommation. 5.3.1 Les types d'analyses 5.3.2 Détermination des types d'analyses 5.3.3 Les fréquences d'analyses Annexe 1 Maladies liées des insuffisances dans les domaines de l'Eau et de l'Assainissement Annexe 2 Directives de Qualités pour l'Eau de boisson Annexe 3 Directives pour le suivi et contrôle de la qualité de l'eau de boisson Annexe 4 Extraits du code français de la santé publique: articles traitant du suivi et contrôle de la qualité de l'eau de boisson Besoins & demande en eau


31 Généralités Pour traiter l’eau, il est nécessaire de la connaître dans son état original et dans sa destination. Connaître l’eau, c’est pouvoir la caractériser du point de vue physico-chimique et/ou bactériologique. La molécule d’eau répond à la formule chimique H2O. Chacun de ces atomes qui composent la molécule d’eau possèdent divers isotopes: 1 H 1

2 Deutérium D 1 3 Tritium T 1

16 O 8

17 O 8 18 O 8

Il existe de multiples combinaisons entre ces isotopes. Toutefois on a pu établir que la combinaison la plus courante à l’état naturel est la forme H2O. L’eau absolument pure n’existe pas à l’état naturel. En effet dans son cycle, elle va entraîner et dissoudre des matières vivantes et inertes. Ainsi dans la suite du cours il s’agira de l’eau considérée comme mélange. Les éléments constitutifs du mélange peuvent être classés en trois grands groupes: .les matières en suspensions .les matières colloïdales (en suspension) .les matières dissoutes N.B. Les colloïdes sont formées d’amas atomiques ou moléculaires de tailles très variables. Elles sont en général chargées négativement et sont à l’origine de la couleur et de la turbidité des eaux.


42- Différents types d’eaux naturelles 2.1 Cycle de l’eau Les différentes eaux utilisées pour l’alimentation des hommes se présentent sous les formes naturelles décrites dans le cycle de l’eau ci-après.

2.2- Eaux météoriques: eaux de pluie Au contact de l’atmosphère, les eaux de pluie dissolvent les gaz atmosphériques, en particulier : . L’oxygène et l’azote; . Les gaz provenant des activités industrielles: acides, hydrogène sulfuré, gaz carbonique. Ces eaux sont généralement mobilisées pour l’alimentation à l’échelle familiale (collecte des eaux de pluie tombant sur les toitures), à l’échelle de petites communautés (aménagement de surfaces imperméabilisées (impluvium) afin de collecter les eaux de pluie qui y tombent).


52.3 Eaux de surface Ce terme s’applique à toutes eaux ruisselantes ou stockées à la surface de la terre. Ce sont les eaux de ruissellement, les eaux de rivière, les eaux dormantes (lacs, barrages, étangs), les eaux de sources émergeantes. Ces eaux se caractérisent par les contacts, eaux /atmosphère et eaux /sol 2.3. 1 Eaux de rivière Leur composition varie avec: . La nature des terrains traversés . Le régime des pluies . La nature des rejets apportés par les eaux de ruissellement (déchets domestiques, agricoles, et industriels). 2.3.2- Eaux de ruissellement En zone rurale elles ont généralement les mêmes caractéristiques que les eaux de rivière. En zone urbaine on note des concentrations élevées d’hydrocarbure (présence de véhicules) et de métaux lourds (lessivage des toits) 2.3.3- Eaux dormantes Les qualités de ces eaux dépendent • de la géologie du terrain réservoir • de la température: une température élevée favorisera le développement des

planctons et modifiera les concentrations en O2 et en CO2 • de la nature des vents: la présence de vents assurera une agitation qui favorisera le

dégazage du CO2 • du développement des algues (modification des concentrations en O2 et en CO2 Les eaux dormantes sont le siège de diverses manifestations:

A la surface, s’opèrent des échanges en O2 et CO2 avec l’atmosphère et la lumière favorise le développement des organismes chlorophylliens avec production d’O2.

Au fond de ces eaux il n’y a généralement pas d’O2 (cette profondeur dépend du développement chlorophyllien en surface), et il s’y produit des réactions avec libération de CO2, CH4 (méthane), NH3 (ammoniaque) et H2S. C’est ainsi que les lacs subissent des évolutions au cours de leur vie et se transforme en étang ou marécage: diminution des profondeurs par comblement, coloration des eaux (vert à brun) transparence réduite, déficit en O2 dans les couches profondes, biomasse plus importante, apparition d’algues bleues. Tous ces éléments sont caractéristiques de l’eutrophisation: vieillissement des lacs par enrichissement en matière organique par production photosynthétique d’algues et par apports extérieurs de diverses matières. 2.3.4- Eaux de sources émergeantes Au point d’émergence elles ont pratiquement les mêmes compositions que les eaux souterraines. Au cours de leur écoulement elles rentrent en contact d’autres terrains et avec l’atmosphère et s’enrichissent en d’autres matériaux et gaz.


62.4- Eaux souterraines Ce sont des eaux de réservoirs souterrains. La composition de ces eaux dépend de la nature et du mode d’alimentation de la nappe. A tout moment l’eau est en contact avec le terrain dans lequel il stagne ou circule: il s’établit un équilibre entre les compositions des terrains et des eaux. Ce sont en général des eaux de bonne qualité si les roches traversées sont perméables en petit. Elles sont caractérisées par, • une absence de MES et d’O2 • une forte concentration en CO2 • une température constante mais élevée Les réservoirs d’eaux souterraines sont appelés nappes. On en distingue trois types. 2.4.1- Eaux des nappes libres: Elles sont directement alimentées par les eaux de ruissellement et leur niveau varie beaucoup avec les saisons. On les retrouve dans les terrains poreux (sables, grès, alluvions...) 2.4.2- Eaux des nappes captives: Elles sont emprisonnées entre deux formations imperméables. L’eau y pénètre à travers des fissures ou fractures des roches. Dans le cas des roches calcaires les fissures originelles sont progressivement élargies par dissolution dans l’eau chargée de CO2 Cela conduit à des cavernes importantes avec parfois formation de cours d’eau souterrains. 2.4.3- Eaux des nappes alluviales: Ce sont les nappes situées dans les terrains alluvionnaires sur lesquels circule un cours d’eau. La composition de ces eaux est largement influencée par celle des eaux de la rivière


73- Caractéristiques des eaux naturelles De l’analyse du cycle de l’eau il apparaît que l’eau pure n’existe pas à l’état naturel. Au cours de son cycle l’eau se charge d’un certain nombre d’impuretés qui sont: Constituants biologiques - protozoaires - helminthes - les organismes libres Constituants micro biologiques - bactéries - virus Constituants physico-chimiques - composés minéraux intéressant la santé - composés organiques intéressant la santé - composés organoleptiques - composés radioactifs 3.1- Les constituants biologiques 3.1.1- Les protozoaires Trois protozoaires intestinaux pathogènes pour l’homme sont transmissibles par l’eau de boisson : Entamoeba histolytica, Giardia lamblia et Balantidium coli. Ils sont responsables de nombreuses gastro-entérites. Faute de méthodes qualitatives et quantitatives normalisées, on ne recommande pas de programme de surveillance. Les moyens les plus efficaces pour prévenir l’infection sont le suivi et contrôle de la qualité des ressources, la protection des captages et un traitement approprié. Les micro-organismes coliformes ne sont pas de bons indicateurs de Giardia ou d’Entamoeba histolytica présent dans l’eau traitée à cause de la plus grande résistance de ces protozoaires à la désinfection. La coagulation floculation, la décantation et la filtration sont recommandées pour éliminer les protozoaires contenues dans les eaux de surface et les eaux souterraines non protégées. L’ébullition de l’eau est un excellent moyen de lutte contre les trois protozoaires 3.1.2- Les helminthes Tous les helminthes ne sont pas véhiculés par l’eau ; aussi il n’est pas recommandé de les surveiller de façon continue. Les helminthes pouvant être transmis par l’eau de boisson sont regroupés en trois grandes catégories : les trematoda, les cestoda (ténias) et les nematoda (vers ronds). L’eau peut servir à de nombreux vers parasites de l’homme ou des animaux (ténia, bilharzies, ascaris etc ). Les helminthes, leurs œufs et leurs larves ne sont pas éliminés par la désinfection, par contre ils le sont par la filtration. 3.1.3- Les organismes libres Le plancton consiste en organismes microscopiques ou très petits vivants essentiellement en suspension dans l’eau ; Le phytoplancton regroupe des bactéries libres, des champions et des algues Le zooplancton se compose de protozoaires libres, de vers etc… .


8Les organismes formant le plancton jouent un rôle très important dans les systèmes d’AEP parce qu’ils perturbent le traitement, produisent des substances toxiques et hébergent des germes pathogènes pour l’homme. Les algues sont généralement responsables des saveur et odeur, couleur et turbidité. 3.2- Constituants micro biologiques Le danger le plus commun et le plus répandu qui menace les eaux en général et les eaux de consommation en particulier est la pollution directe ou indirecte par les eaux usées, les déchets divers ou les défections humaines et/ou animales. Les organismes vivants rencontrés dans les eaux à traiter ou dans les eaux de consommation sont essentiellement : les bactéries, les virus, les champignons, les amibes, les vers et les insectes. Un micro-organisme est dit pathogène quand il est capable de proliférer dans un organisme pluricellulaire en provoquant chez ce dernier des troubles de santé plus ou moins graves. Les micro-organisme non pathogènes sont dits saprophytes. 3.2.1- Les bactéries Ce sont des organismes microscopiques unicellulaires, isolés ou coloniaux. Les principales bactéries pathogènes émises dans le milieu naturel par des porteurs saints ou malades sont essentiellement :

les bacilles de la fièvre typhoïde les bacilles dysentériques les vibrions cholériques le staphylocoque doré, responsable de nombreuses infections cutanées Eschérichia Coli

3.2.2 - Les virus Ce sont des agents pathogènes extrêmement petits, visibles seulement au microscope électronique. Ils vivent essentiellement dans l’intestin d’un sujet porteur et sont éjectés en grand nombre avec les matières fécales (108 unités /g de matière fécale). On peut trouver dans l’eau, les virus suivants : • les entérovirus responsable, de la poliomyélite • les virus de l’hépatite : seule l’hépatite A est transmissible par l’eau ; le type B est

transmissible par transfusion sanguine • les adérovirus qui attaquent les voies respiratoire et les yeux • les rotarovirus qui sont responsables des maladies diarrhéiques (20 à 70 des

diarrhées infantiles) 3.2.3- Les indicateurs de pollution biologique et/ou micro biologique Les eaux de consommation devraient être exemptes de germes pathogènes. Ces derniers sont très nombreux. Aujourd’hui il est techniquement possible de déceler la présence de nombreux organismes pathogènes. Seulement les méthodes servant à les dénombrer sont souvent longues et complexes. Aussi les hygiénistes chargés du suivi de la qualité des eaux de consommation procèdent à la recherche d’organismes normalement présents dans les déjections humaines et/ou animales à sang chaud. La présence de ces micro-organismes témoigne de la présence de matières fécales et partant de celle d’organismes pathogènes.


93.2.3.1- Caractéristiques des indicateurs de pollution Pour être efficaces les indicateurs devraient, • être très abondants dans les excréments humains et/ou animaux et absents ou

simplement peu nombreux dans les autres milieux • être faciles à isoler, à identifier et à dénombrer • être incapables de se développer dans l’eau • vivre plus longtemps que les germes pathogènes dans l’eau • être plus résistants que les micro-organismes pathogènes aux désinfectants • être sans risque pour le manipulateur 3.2.31.1- Indicateurs usuels de pollution biologiques Ce sont généralement des germes (en forme de bâtonnets ) témoins de contamination fécale. La famille des coliformes constitue de bons indicateurs de pollution fécale. Les coliformes (coliformes totaux) Le terme coliforme se rapporte à des bactéries aptes à se développer en présence de sels biliaires et capables de faire fermenter le lactose à 35 ou 37°C en produisant de l'acide et de l'aldéhyde dans les 24 à 48 heures. Ils présentent l’avantage d’être faciles à déceler et à dénombrer dans l’eau. Il s’agit des espèces, Escherichia Coli, Citrobacter, entérobacter et Klebsiella . La présence des coliformes n’est pas directement liée à celle de virus. La présence de coliformes traduit soit un traitement inefficace soit une contamination postérieure au traitement. Les coliformes peuvent provenir du sol et/ou de la végétation ; c’est pourquoi la présence d’un petit nombre (1 à 10/100ml) dans les eaux souterraines non traitées peut n’avoir qu’une signification réduite dans le domaine sanitaire si elle ne s’accompagne pas de coliformes fécaux. Les coliformes fécaux (thermotolérants) Ce sont des coliformes capables de faire fermenter le lactose à 44 ou 44,5 °C ; il s’agit de Escherichia coli, de Citrobacter et de Klebsiella. Seul Eschérichia coli est d’origine fécale certaine : il apparaît en grandes quantités dans les déjections humaines et animales et ne se trouve que rarement dans les milieux qui n’ont pas été l’objet d’une pollution fécale. 3.2.3.1.2- Autres indicateurs de pollution fécale Si il subsiste le moindre doute, présence de coliformes avec absence de coliformes fécaux et de E. coli on pourra utiliser d’autres indicateurs pour confirmer ou infirmer la nature fécale de la pollution. Les streptocoques fécaux (S.F.) Leur apparition dans l’eau est en général l’indice d’une pollution fécale. Ils sont plus résistants aux désinfectants que les coliformes. Pour le contrôle de la qualité d’eau potable ils sont rarement recommandés parce qu’ils persistent dans les eaux modérément chargées en sels .


10Quand ces bactéries font office d’indicateurs complémentaires, le rapport du nombre des coliformes fécaux à celui des streptocoques fécaux doit être supérieur à 3 pour situer l’origine de la pollution fécale dans les eaux brutes fortement polluées. Clostridiales réductrices des sulfites Ce sont des organismes produisant des spores ; le plus caractéristique est Clostridiale perfringens normalement présent en plus petit nombre dans les fèces que E. Coli. Généralement on ne tient pas compte de ces micro-organismes dans la surveillance de routine des réseaux de distribution : ils tendent à survivre et à s’accumuler et on risque alors de les rencontrer très loin dans le temps et l’espace du point de vue de l’origine de la pollution. Le désinfectant Certains désinfectant ont un caractère rémanent : des concentrations subsistent dans l’eau et peuvent faire face à des pollutions postérieures au traitement. Pour certaines limites de concentration il est établi que les conditions d’existence et/ou de développement des germes pathogènes sont très difficiles. Exemple : pour une eaux de réseau de distribution qui contient 0,2mg de chlore par litre les chances de retrouver dans cette eau des indicateurs de pollution biologique (donc de germes pathogènes) sont pratiquement nulles. 3.3- Les constituants physico-chimiques 3.3.1- Le titre hydro timétrique total ou dureté totale : TH Il est relatif à l’ensemble des cations métalliques présents , à l’exception des ions alcalins. Il renseigne sur la teneurs en cations Ca++ , Mg++ Fe++ etc. En général le TH est assimilé à la seule teneur en calcium et magnésium, éléments dominants dans les eaux naturelles. Les eaux dures s’opposent à cuisson des aliments et se présentent mal pour la lessive : elles empêchent le savon de mousser. Le TH ne présente aucun risque pour la santé, mais peut provoquer l'entartrage des installations de chauffage, des fers à repasser ou des cafetières électriques. Sa grandeur est dépendante de la géologie du sol qu'elle traverse et en général elle varie peu dans le temps. Une eau dure consommera plus de détergents et d'adoucissants dont les rejets sont indésirables dans l'environnement. Une eau trop douce peut être agressive et solubiliser des traces de métaux. L'utilisation d'un adoucisseur doit être surveillée car une eau adoucie doit avoir une dureté > à 15°f pour être potable. 3.3.1.1- Dureté (titre) Calcique : TCa Elle est relative à la seule teneur de l’eau en calcium. Le calcium joue un rôle important dans l’équilibre calcocarbonique. 3.3.1.2- Dureté (titre) Magnésique : TMg Elle est relative à la seule teneur de l’eau en magnésium TH = TCa + TMg


113.3.1.3- Dureté Permanente Tp / Dureté Temporaire TT La dureté permanente tire son nom du fait qu’elle subsiste après ébullition de l’eau, alors que la dureté temporaire a été précipitée sous forme de carbonates insolubles par cette opération. La dureté temporaire se trouvant ainsi à l’état de précipité ne réagit plus avec les réactifs utilisés pour le dosage. TH = Tp + TT 3.3.2- Titres alcali métriques Les espèces basiques présentes dans l’eau se présentent en général sous les formes OH- , CO--

3 , HCO-3 , PO4

--- Il faut préciser que certaines de ces espèces, OH- et HCO-

3 sont incompatibles les unes avec les autres, donc ne peuvent pas exister à la fois dans l’eau. 3.3.2.1- Titre alcali métrique simple TA Il ne concerne que les fonctions fortes TA = OH- + (CO3

--)/2 3.3.2.2- Titre alcali métrique complet TAC Il est relatif à l’ensemble des fonctions basiques TAC = OH- + CO--

3 + HCO-3

En raison de la non coexistence de OH- et HCO-3 on à donc à faire aux deux cas

suivants TAC = OH- + CO--

3 Ou TAC = CO--

3 + HCO-3

3.3.3- Conductivité La conductivité d’une solution ou son inverse, la résistivité est liée à la concentration ionique. Il traduit le degré de minéralisation de la solution 3.3.4- La couleur : Elle peut avoir trois causes naturelles : - minérale par des composés ferreux, de l'argile. - animale par des urochromes. - végétale par les acides humiques Une cause industrielle: les eaux usées Les risques sont très inégaux en fonction de la cause, mais la couleur représente un indicateur de présomption de pollution si elle dépasse l'équivalent de 15mg/l de Pt ou degrés Hazen. 3.3.5- Le pH : Il peut baisser par dissolution du gaz carbonique ou monter au contact de la chaux présente dans le sol. Une eau acide peut être agressive, et peut attaquer les métaux en se chargeant d'éléments indésirables comme le cuivre ou le plomb. Une eau trop alcaline peut favoriser le dépôt de tartre ; on parle d’eau incrustantes.


12Le pH peut renseigner sur les conditions de coagulation/floculation et sur le degré d’efficacité de certains désinfectant comme le chlore. 3.3.6- Les nitrates : Ils peuvent arriver dans l'eau directement sous cette forme par le lessivage des nitrates produits dans le sol par la décomposition des matières organiques ou par celui des engrais naturels ou de synthèse. La grande solubilité des nitrates fait que les taux trouvés dans certains captages peuvent varier très vite en fonction des précipitations atmosphériques. Les nitrates peuvent aussi se former dans l'eau par l'oxydation de l'ammoniaque résultant de la décomposition de matière organique. Dans ce cas des nitrites peuvent aussi être présents (phase intermédiaire de l'oxydation). Les risques liés aux nitrates sont surtout importants pour le nourrisson et le fœtus. La toxicité est due aux nitrites formés par la réduction des nitrates dans l'estomac, et conduit au blocage de la fonction oxygénante de l'hémoglobine. La méthémoglobinémie provoque une cyanose qui peut conduire à la mort par asphyxie. Les mêmes effets peuvent se produire chez les animaux jeunes. Une autre toxicité suspectée des nitrates après réduction en nitrites, est la formation de nitrosamines au contact des aliments. Bien que leur pouvoir carcinogène ne soit pas définitivement démontré ,elles font partie des éléments hautement indésirables. La teneur limite d'une eau potable est de 50mg/l , mais l'eau utilisée pour la préparation des biberons ne devrait pas dépasser 20mg/l. 3.3.7-Les nitrites : NO2

-

Ils sont rares dans l'eau puisque l'oxydation les transforme rapidement en nitrates. Leur présence révèle une pollution en cours souvent accompagnée d'une microbiologie positive. lls peuvent être le témoin d'une pollution par les hydrocarbures qui en se décomposant consomment l'oxygène et bloquent la transformation des nitrites en nitrates. 3.3.8- L'ammonium : NH4

-

Peu toxique à faible dose l'ammoniaque dissout est la première étape de la nitrification et révèle un risque micro biologique. En fonction du pH, on le trouvera sous forme d'ammoniaque (pH<6) ou d'ion ammonium (pH> 11 ), ou d'un mélange des deux entre ces pH . 3.3.9- Les chlorures Essentiellement présents en bordure du littoral ils proviennent d'infiltration de l'eau de mer. Ils sont un indicateur de pollution durable car ne s'éliminent pas lors des opérations de traitement de l'eau. En concentration normale les chlorures ne présentent pas de risques pour la santé (sauf pour les personnes soumises à un régime hyposodé), mais rendent l'eau corrosive et peuvent attaquer le béton et charger l'eau en traces de métaux indésirables. 3.3.10- Le fluor Les fluorures de calcium et de sodium sont utilisées dans l'industrie de l'acier. Ils rentrent également dans la composition d'engrais et sont source de pollution des eaux. Le fluor est un élément nécessaire pour l'émail dentaire. La carence en fluor entraîne la survenue de carie dentaire.


13La carence aiguë est exceptionnelle, l'ingestion de 5 - 15g de fluorures entraîne des vomissements, des douleurs abdominales, des diarrhées, des gastro-entérites hémorragique, des convulsions, des abcès de tétanie due à l'hypocalcémie avec modification des électro-cardiogrammes . L'intoxication chronique se rencontre lors de la consommation prolongée d'eau de boisson contenant un excès de fluor. Cliniquement, il apparaît une dystrophie dentaire, un squelette dense, un épaississement de la voûte crânienne, un élargissement des vertèbres. On estime qu'une absorption journalière de 20 à 80mg par litre de fluorures pendant 10 0 20 ans peut provoquer une fluorose invalide. Les premiers signes d'hyperminéralisation peuvent apparaître toutefois après 2 à 4 ans d'exposition. Il n'y a pas de traitement de la fluorose. Il faut assurer une prophylaxie en contrôlant sa teneur dans les eaux de boisson. 3.3.11- Les sulfates : ils proviennent principalement du gypse présent dans le sol .Une teneur élevée peut produire des effets laxatifs et peut rendre l'eau agressive vis à vis du béton. 3.3.12- Le fer : Outre la géologie du sol, le fer peut provenir de conduites en mauvais état. La présence de bactéries réductrices peut transformer le fer ferrique insoluble en fer ferreux soluble. Bien qu'il ne soit pas toxique, il donne à l'eau un mauvais goût. 3.3.13- Le manganèse : Il donne un mauvais goût à l'eau et peut produire des dépôts gris à noir sur les sanitaires et le linge. 3.3.14- Les phosphates : Pratiquement absents des eaux naturelles les phosphates proviennent essentiellement des activités humaines: pollutions fécales, agricoles ou ménagères (lessives). Ils peuvent provoquer des troubles digestifs par leur capacité tampon, mais surtout peuvent déséquilibrer l'environnement en favorisant la prolifération du phytoplancton. 3.3.15- Le sodium Il est prouvé que l'ingestion de fortes doses de sodium joue un rôle important de le développement de l'hypertension chez les sujets prédisposés. 3.3.16- L'amiante Il est établi que l'exposition professionnelle aux fibres d'amiante contenues dans l'air présente des dangers sanitaires 3.3.17- Le chlore dissous On ne le trouve que dans les eaux traitées auxquelles il garantit une qualité bactériologique jusqu'au robinet du consommateur. Au dessus de 0,5mg/litre, il peut donner un goût désagréable à l'eau. Avec une eau qui contient de la matière organique Le chlore peut former des chloramines qui sont cancérigènes.


143.3.18- La température La masse volumique et la viscosité de l’eau varient avec sa température. La température est associée à certaines interprétions de résultats d’analyse. Exemple : étude l’équilibre calco carbonique. 3.3.19- La turbidité Elle définit l’aspect plus ou moins trouble de l’eau. Elle est en rapport directe avec les MES. 3.4- Quelques unités d'évaluation quantitative de qualité 3.4.1- La concentration Elle représente le rapport de la masse de corps dissous ou dispersé dans un certain volume d’eau. Elle peut s’exprimer soit en mg/l soit g/m3 ,soit en g/l . 3.4.2- L’équivalent-gramme C’est le quotient de la masse molaire d’un corps par le nombre de charges de même signe portées par les ions que libère en solution aqueuse une molécule de ce corps. H3PO4 en solution aqueuse 3H+ + PO4

3- ; Alors un équivalent-gramme de H3PO4 est égal à 1/3 de la masse d’une mole de H3PO4. 3.4.3- La normalité Une solution normale est celle qui contient un équivalent-gramme du corps considéré par litre de solution. On utilise des multiples et sous multiples de la solution normale. N/10 ; N/25 ; N/100 etc.. 3.4.4- Le milliéquivalent par litre : meq/l On pratique on utilise le meq/litre. C’est la concentration d’une solution N/1 000. 3.4.5- Le degré français Le degré français correspond à la concentration d’une solution N/5 000 1 meq/litre = 5°F 4-Classes de qualité des ressources en eaux


15 4.1- Tableau comparatif des qualités des eaux de surface et eaux souterraines Caractéristiques Eaux de surface Eaux souterraines Température Turbidité, MES Couleur Minéralisation globale Fe et Mn divalents ( à l’état dissous ) CO2 agressif O2 dissous H2S NH4 Nitrates NO3

- Silice Micro polluants minéraux et organiques Eléments vivants Solvants chlorés Caractère eutrophe

Variable suivant les saisons Variable, souvent élevée Liée surtout aux MES Variable en fonction des terrains, des précipitations, des rejets... Généralement absents sauf en profondeur des pièces de l’eau en état d’eutrophisation Généralement absent Le plus souvent au voisinage de la saturation. Absent dans le cas d’eaux très polluées Généralement absent Présent seulement dans les eaux polluées Peu abondants en général Teneur en général modérée Présents dans les eaux de pays développés, mais susceptibles de disparaître rapidement après la suppression de la source Bactéries ( dont certaines pathogènes ), virus, plancton, ( animal et végétal ) Rarement présents Fréquent. Accentué par les températures élevées

Relativement constante Faible à nulle (sauf en terrain karstique) Liée surtout aux matières en solution Sensiblement constante, mais généralement plus élevée que les eaux de surface de la même région Généralement présents Souvent présent en grande quantité Absent la plupart du temps Souvent présent Présent fréquemment sans être un indice systématique de pollution bactérienne Teneur parfois élevée Teneur souvent élevée Généralement absents, mais une pollution accidentelle subsiste beaucoup plus longtemps Ferro Bactéries fréquentes Souvent présents Non

( Source Mémento Technique de l'eau: Degrémont Tome 1 ) 4.2-Classes de qualité des ressources en eau - Usages potentiels


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Tableau récapitulatif des critères d’appréciation globale de la qualité de l’eau des rivières

1A 1B 2 3 Conductivité µS/cm à 20°C Température pH MES (mg/l) O2 dissous (mg/l) O2 dissous en % de saturation DBO5 (mg/l) Oxydabilité (mg/l) DCO (mg/l)

≤ 400 ≤ 20

6,5 à 8,5 ≤ 30 > 7

> 90% ≤ 3 ≤ 3 ≤ 20

400 à 750 20 à 22 6,5 à 8,5 ≤ 30 5 à 7

70 à 90 3 à 5 3 à 5

20 à 25

NH4 (mg/l) MO3 (mg/l) N total (Kjedahl)

≤ 0,1

≤ 1

0,1 à 0,5

1 à 2

Fe (mg/l) Mn (mg/l) F (mg/l) Cu (mg/l) Zn (mg/l) As (mg/l) Cd (mg/l) Cr (mg/l) CN (mg/l) Pb (mg/l) Se (mg/l) Hg (mg/l) Phénol (mg/l) Détergents (mg/l) S.E.C. (mg/l)

≤ 0,5 ≤ 0,1 ≤ 0,7 ≤ 0,02 ≤ 0,5 ≤ 0,01 ≤ 0,001 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,01 ≤ 0,0005

≤ 0,2 <0,2

0,5 à 1 0,1 à 0,25 0,7 à 1,7

0,02 à 0,05 0,5 à 1 ≤ 0,01 ≤ 0,001 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,01 ≤ 0,0005 ≤ 0,001 ≤ 0,2

0,2 à 0,5

Coliformes (Nbre/ 100ml) Esch. Coli (Nbre/ 100ml) Strep. Féc. (Nbre/ 100ml)

≤ 50 ≤ 20 < 20

50 à 5 000 20 à 2 000 20 à 1 000

5 000 à 50 000

20 à 2 000 20 à 1 000

Ecart de l’indice biotique par rapport à l’indice normal

1

2 ou 3

4 ou 5

6 ou 7

( Source Mémento Technique de l'eau: Degrémont Tome 1 ) Remarques - La qualité d’une eau dépend de nombreux paramètres - On a coutume d’attribuer à une eau la qualité qui est donnée par le paramètre

mesuré le plus défavorable - Cette qualité est celle qui, d’après les seuils figurant dans la grille, est atteinte par au

moins 10% des plus mauvaises mesures de ce paramètre Classe 1A : Elle caractérise les eaux considérées comme exemptes de pollution aptes à satisfaire les usages les plus exigeants en qualité.


17Classe 1B : D'une qualité légèrement moindre, ces eaux peuvent néanmoins satisfaire tous les usages Classe 2 : Qualité "passable" : suffisante pour l’irrigation, les usages industriels, la production d’eau potable après un traitement poussé. L’abreuvage des animaux est généralement toléré. Le poisson y vit mais sa reproduction peut y être aléatoire. Les loisirs liés à l’eau sont possibles lorsqu’ils ne nécessitent que des contacts exceptionnels avec l’eau. Classe 3 : Qualité médiocre ; juste apte à l’irrigation, au refroidissement et à la navigation. La vie piscicole peut subsister dans ces eaux, mais cela est aléatoire en périodes de faibles débits ou de fortes températures par exemple. Hors Classe: Eaux dépassant la valeur maximale tolérée en classe 3 pour un ou plusieurs paramètres. Elles sont considérées comme inaptes à la plupart des usages et peuvent constituer une menace pour la santé publique. 4.3- Classes de qualité des ressources en eau - Les traitements appropriés La complexité d’une filière de traitement est directement liée à la qualité de la ressource. Ces ressources peuvent être classées selon 4 types en fonction des valeurs maximales des principaux paramètres de potabilité

Classification des ressources en eau – classe de qualité d’eau brute

( Source: Mémento de la Lyonnaise des eaux )

Classe de qualité 1 : désinfection Certaines eaux souterraines dont la qualité varie peu ne nécessitent que d’un traitement de désinfection. Cela est valable si NTU < 0,5, pH < 8 et COT < mg/l


18Classe de qualité 2 : Dans cette classe d’eau on retrouve essentiellement les eaux souterraines et certaines eaux superficielles dont la turbidité peut varier brutalement en fonction de la pluviométrie. Ces eaux ont généralement les mêmes caractéristiques que celles de la classe de qualité 1 mais une concentration en MES exigeant la mise en œuvre d’un procédé de filtration avec ajout de coagulant suivi d’une désinfection MES < 25 ou NTU < 20, azote ammoniacal < 0,5mg/l Classe de qualité 3 : Cette classe d’eau concerne essentiellement des eaux superficielles riches en matières en suspension. La filière de traitement la plus utilisée comporte :

une préoxydation dont le rôle est : . d’oxyder l’azote ammoniacal (cela peut être fait au chlore en évitant la formation de THM) . d’éliminer les algues . d’améliorer la coagulation floculation

Une clarification par coagulation floculation, décantation puis filtration Classe de qualité 4 : Cette classe de qualité concerne la plupart des eaux de surface, en particulier celles dont le COT ou la couleur est importante et qui contiennent même de façon épisodique des micro polluants (pesticides en particulier). Ces eaux se caractérisent également par des concentrations élevées en algues. En plus des composants de la filière ci-dessus on peut retrouver une étape d’affinage qui comprendra une adsorption sur charbon actifs en grain

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5- L'eau de consommation / Eau potable 5.1- Les caractéristiques principales d’une eau potable Une eau potable est : - Une eau qui ne fait courir aucun risque pour la santé de l’homme à court, moyen

et long terme. - Une eau qui est acceptée du point de vue organoleptique par le consommateur - Une eau qui ne se dégrade pas durant son transport jusqu’au point d’utilisation - Une eau qui ne dégrade pas les ouvrages de transport et de stockage Les usages de l’eau potable sont essentiellement: - La boisson (besoins physiologiques) - La préparation des aliments - L’industrie alimentaire NB : la tendance actuelle est de prendre en compte les autres usages domestiques 5.2- Caractérisation des eaux de consommation Que ce soit pour caractériser les eaux naturelles ou les eaux de consommation, on fait toujours appel à deux grands groupes de paramètres : Paramètres physico-chimiques Paramètres organoleptiques Paramètres physico-chimiques liés à la structure naturelle des eaux Paramètres concernant les substances indésirables Paramètres concernant les substances toxiques Autres paramètres Paramètres biologiques & micro biologiques (vivants) Paramètres micro biologiques (bactéries et les virus) Paramètres biologiques (protozoaires, helminthes, organismes libres : champignons, algues). Remarques : L’OMS classe les paramètres physico-chimiques en trois grandes familles : les constituants minéraux importants sur le plan sanitaire les polluants organiques importants sur le plan sanitaire les constituants importants sur le plan organoleptique.

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5.2.1- Limites de qualité des eaux brutes destinées à la consommation ou aux traitements pour la production d'eau de consommation 5.2.1.1- Références de l'Union Européenne Selon l’Union Européenne toutes les eaux brutes ne peuvent pas être utilisées pour la production d’eau destinée à la consommation. En effet, elle fixe des limites de qualité pour les eaux brutes destinées à des traitements pour la production d’eau potable.

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5.2.1.2- Références françaises Selon le code de la santé publique du Ministère français de la Santé Publique et de l’Assurance Maladie, suivant le traitement qui sera appliqué les eaux des cours d’eau, des canaux, des lacs et des étangs doivent répondre aux exigences de qualité ci-après : A1 : Traitement physique simple et désinfection A2 : Traitement normal physique, chimique et désinfection A3 : Traitement physique, chimique poussé, affinage et désinfection

Exigences de qualité des eaux douces superficielles utilisées ou destinées à être utilisées pour la production d'eau destinée à la consommation

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5.3- Surveillance contrôle de la qualité des eaux de consommation 5.3.1- Les types d’analyses Les types d'analyse à réaliser ou à faire réaliser selon les situation peuvent être - des analyses réduites, - des analyses sommaires, - des analyses complètes, - des analyses particulières. 5.3.2-Détermination des types d’analyses L’application des types d’analyses dépend de : - Du point d'analyse dans le système d'AEP : ressource, production, distribution - De l’origine de l’eau : Eaux souterraines, Eaux de surface 5.3.3- Fréquences des analyses Les fréquences des analyses varient selon l’emplacement A la ressource et à la production (usine) les fréquences sont fonction du débit journalier (m3 /jour) ; A la distribution les fréquences d’analyses sont fonction de l’importance de la population desservie

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ANNEXE I : Maladies liées à des insuffisances dans les domaines de l’Eau et de l’Assainissement

CATEGORIRES MALADIES 1- Maladies transmises par l’eau. L’eau n’agit que comme véhicule passif de l’agent infectieux. Toutes ces maladies sont liées à un manque d’assainissement.

2- Maladies dues au manque d’eau et à une mauvaise hygiène personnelle qui créent des conditions favorables leur développement. Les infections intestinales de ce groupe dépendent aussi de l’absence d’installations convenables pour l’évacuation des déchets humains. 3- maladies transmises par des agents infectieux diffusés par contact avec l’eau ou ingestion d’eau. Une partie essentielle du cycle vital de l’agent infectieux se passe dans un animal aquatique ; certaines de ces maladies sont aussi liées à une mauvaise évacuation des déchets. 4- maladies transmises par des insectes qui vivent près de l’eau (vecteurs en relation avec l’eau). Les infections sont transmises par des moustiques, des mouches, des insectes qui se reproduisent dans l’eau ou qui piquent au voisinage de l’eau. Ils sont particulièrement actifs et agressifs si l’eau est stagnante. Ils ne sont pas affectés par les dispositifs d’assainissement. 5- maladies dues à des agents infectieux contractées le plus souvent en mangeant du poisson ou d’autres aliments mal cuits. (Maladies en liaison avec l’évacuation des matières fécales)

Chloréra Typhoïde Dysenterie bacillaire Hépatite virale Leptospirose Giardiasis Gastro-entérite Gale Maladies infectieuses de la peau Lèpre, poux et typhus Trachome, conjonctivite Dysenterie bacillaire, dysenterie amibienne Salmonellose Diarrhée à entérovirus Paratyphoïde Ascaridiose Trichocéphalose Entérobiose Ankylostomiase Schistosomiase (urinaire et anale) Dracunculose (ver de guinée) Bilharziose Filariose Onchocercose Ascaridiose Fièvre jaune moustique Dengue et fièvre hémorragique moustique Fièvre de l’ouest du Nil et de la vallée du Rift moustique Encéphalites à arbovirus moustique Filaire de Bancroft moustique Paludisme* (malaria) moustique Onchocercose* Simulie Trypanosome* (maladie du sommeil) mouche Tsé Tsé Clonorchiose poisson Diphyllobothriase poisson Fasciolopsiase plantes comestibles Paragonimiase coquillages *Les eaux usées domestiques n’ont pratiquement pas d’influence sur ces maladies

Source : Manuel de l’IRC : Alimentation en eau des petites collectivités (août 1983)

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ANNEXE II : Normes nationales du Burkina de qualité pour l’eau de Boisson

- d'inspirations OMS édition 1994 -

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ANNEXE 3 : Liste minimales des paramètres obligatoires pour un contrôle de qualité de l'est destinée à la consommation humaine

- extrait des normes nationales du Burkina d'inspirations OMS édition 1994 -

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ANNEXE IV: Réglementation françaises sur la qualité de l'eau de boisson et sur la Surveillance et le contrôle (extraits des documents du Centre d'Information sur l'eau -C.I. eau)

LES NORMES DE QUALITE Qu’est –ce qu’une norme ? Un paramètre est un élément dont on va rechercher la présence et la quantité (exemple : le sodium). La norme est représentée par un chiffre, qui fixe une limite supérieure à ne pas dépasser (pour le sodium : 150 mg maximum par litre) ou une limite inférieure à respecter. Un critère donné est rempli lorsque la norme est respectée pour un paramètre donné.

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Un paramètre ne devient un critère qu’à partir du moment où il est choisi pour établir une norme. C’est ainsi par exemple que si la présence de calcium est bien un paramètre quantifiable, elle ne constitue cependant pas un critère de qualité de l’eau du robinet et ne donne pas lieu à une norme.

La norme fixe pour chacun des paramètres retenus comme critères une valeur chiffrée, qui définit soit un maximum à ne pas dépasser, soit une quantité minimum, soit encore une fourchette comprise entre un minimum et un maximum.

Comment les critères ont-ils été choisis ? Les critères sélectionnés par le ministère de la Santé reflètent deux préoccupations constantes :

en priorité, celle de la santé publique : fournir au consommateur une eau sûre, garantie contre tous les risques immédiats ou à long terme – réels, potentiels, ou même simplement supposés. La qualité sanitaire de l’eau des français est aujourd’hui une des meilleures du monde ;

la recherche du confort et de l’agrément du consommateur est également prise en compte : offrir une eau

agréable à boire, claire, inodore et équilibrée en sels minéraux. Quelle signification faut-il donner aux normes ? Les normes de qualité de l’eau potable sont très rigoureuses.

Il ne faut pas en conclure que tout dépassement de la norme comporte un risque pour le consommateur. Par exemple, lorsque la teneur maximale de l’eau en argent est fixée à 10 µg par litre, cela ne signifie pas qu’une teneur de 11 µg comporte un risque immédiat d’intoxication. Les normes s’appuient en général sur les travaux médicaux établissant les doses maximales admissibles (DMA), c’est-à-dire la quantité de telle ou telle substance qu’un individu peut absorber sans danger quotidiennement tout au long de sa vie. Sur cette base, on calcule quelle quantité maximale peut être apportée par l’eau, en prenant une confortable marge de sécurité. La plupart des normes prennent leurs sens sur le long terme. C’est pourquoi la réglementation française n’utilise jamais les termes « eau potable » ou « potabilité de l’eau ». En effet, une eau qui ne respecterait pas tous les critères de qualité requis pourrait cependant être bue sans danger et s’avérer potable de fait.

LA QUALITE DE L’EAU DU ROBINET

DE NOUVELLES NORMES, POUR PLUS DE « PRECAUTION » La France a modifié sa réglementation en matière de qualité de l’eau par le décret 2001-1220 du 20 décembre 2001 », relatif aux eaux destinées à la consommation humaine, à l’exclusion des eaux minérales naturelles ». Ce texte met en conformité le droit français avec la directive européenne du 3 novembre 1998. Une remise à jour des textes français et européens était en effet devenue nécessaire, pour actualiser les normes de qualité, (les travaux préparatoires à leur établissement datant d’une vingtaine d’années) et tenir compte de l’évolution des connaissances scientifiques et médicales. Ce nouveau décret est encore plus centré sur des impératifs purement sanitaires. L’eau du robinet ne doit pas contenir un nombre ou une concentration de micro-organismes ou de substances susceptibles de constituer un danger potentiel pour la santé des personnes. Comme la nouvelle directive européenne, la nouvelle réglementation française traduit donc un renforcement du principe de précaution, en matière de qualité de l’eau.

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La nouvelle réglementation de la qualité de l’eau depuis décembre 2003

Limites de qualité des eaux destinées à la consommation humaine (depuis décembre 2003)

PARTIE A : PARAMETRES MICROBIOLOGIQUES

Fluorures 1,5 mg/lHydrocarbures aromatiques polycycliques 0,1 µg/lMercure total 1 µg/l

Escherichia coli et entérocoques 0/100 ml Microcystine-LR 1 µg/l PARTIE B : PARAMETRES CHIMIQUES

Nickel 20 µg/lNitrates 50 mg/lNitrite²s** 0,1 mg/l

Acrylamide 0,10 µg/l Pesticides*** 0,1 µg/lAntimoine 5 µg/l Total des pesticides 0,5 µg/lArsenic 10 µg/l Plomb* 10 µg/lBaryum 0,7 mg/l Sélénium 10 µg/lBenzène 1 µg/l Tétrachloroéthylène et trichloroéthylène 10 µg/lBenzo(a)pyrène 0,01 µg/l Total des trihalométhanes* 100 µg/lBore 1 mg/l Turbidité* 1 NFUBromates* 10 µg/l Cadmium 5 µg/l Chrome 50 µg/l Chlorure de vinyle 0,5 µg/l * cas particuliers (voir calendrier page 25)

Cuivre 2 mg/l ** 0,1 mg/l de nitrites en sortie des installations de traitement, 0,5 mg/l au point de conformité : de plus la somme des paramètres nitrates (divisé par 50 ) et nitrites (divisé par 3) doit être inférieure à 1 ;

Cyanures totaux 50 µg/l *** 0,03 µg/l pour l’aldrine, la dieldrine, l’heptachlore et l’heptachloroépoxyde.

1,2 – dichloroéthane 3 µg/l Epichlorhydrine 0,1 µg/l

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Référence de qualité des eaux destinées à la consommation humaine (depuis décembre 2003)

Aluminium total 200 µg/l Manganèse 50 µg/l (500 µg/l pour

l’eau chaude) Germes aérobies

revivifiables à 22°C et à 37°C ± 10 fois la valeur habituelle

Ammonium 0,1 mg/l Oxydabilité au permanganate de potassium 5 mg/l 02 Bactéries coliformes 0/100 ml Odeur Acceptable Chlore libre et total Absence d’odeur ou

de saveur désagréable

Saveur Acceptable

Cuivre 1 mg/l Sodium 200 mg/l Chlorites 0,2 mg/l Sulfates 250 mg/l Bactéries sulfito-réductrices et spores

0/100 ml Température (sauf dans les DOM) 25°C

Couleur ≤ 15 mg/l de platine

Turbidité 0,5 NFU 2 NFU au robinet

Conductivité ≥ 180, ≤ 1 000 µS/cm à 20°C

Radioactivité : DTI 0,1 mSv/an

Concentration en ions hydrogènes

≥ 6,5 ≤ 9 unités pH Tritium 100 Bq/l

Carbone organique total 2 mg/l Equilibre calcocarbonique Pas d’agressivité Fer total 200 µg/l

Paramètres de qualité de l’eau : Les évolutions du décret du 20.12.2001 par rapport au décret

du 03.01.1989 NOUVEAUX

PARAMETRES

NORMES PLUS SEVERES PARAMETRES QUI DEVIENNENT INDICATEURS

Coloration Chimiques Ammonium (0,5 à 0,1 mg/l) Aluminium total Turbidité à la mise en distribution

Arsenic (50 à 10 µg/l) Sulfates

Bore Plomb (50 à 10 µg/l) Turbidité au robinet Baryum Nickel (50 à 20 µg/l) Odeur Bromates Antimoine (10 à 5 µg/l) Saveur, Cuivre (aussi

paramètre chimique) Chlorures de vinyle Bactéries coliformes HAP (4 substances) NORMES PLUS SOUPLES Benzène Microcystine LR Chlorures (200 à 250 mg/l) Acrylamide Sodium (150 à 200 mg/l) 1-2 Dichloroéthylène Nitrites (0,1 à 0,5 mg/l) Tri et Tétrachloroéhylène Cuivre (1 à 2 mg/l

- aussi indicateur 1 mg/l

THM (4 substances) Epichlorhydrine

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Micrologiques NORMES INCHANGEES PARAMETRES QUI

DISPARAISSENT Entérocoques Température Magnésium Indicateurs pH Potassium Conductivité Nitrates Résidu sec Equilibre calcocarbonique Fer total Azote Kjeldahl Carbone organique total Oxydabilité au KmnO4 Hydrocarbures dissous Chlore libre et total Manganèse Phénols Chlorites Fluorures Agents de surface Radioactivité Tritium Cadmium Zinc Radioactivité dose totale indicative

Cyanures totaux Phosphore

Germes aérobies revivifiables à 22 et 37 ° C

Chrome total Agent

Bactéries sulfito-réductrices y compris les spores

Mercure total HAP (6 substances)

Selenium Salmonelles Benzo(a)pyrène Staphylocoques pathogènes Pesticides totaux Bactériophages fécaux Pesticides par substance Entérovirus Escherichia coli Clostridium sulfito-réducteurs

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LES CONTROLES DE QUALITE La production d’eau est soumise à des normes de qualité très exigeantes; pour respecter ces normes, l’eau brute doit passer par des traitements souvent extrêmement sophistiqués.

Les nombreux contrôles dont l’eau potable fait l’objet ont pour but, non seulement de vérifier la conformité aux normes de l’eau du robinet, mais également la conformité de l’ensemble du processus de production et de distribution.

La fonction des contrôles est double :

déceler toute anomalie en temps utile ; prévenir toute défaillance dans la qualité de l’eau distribuée.

QUI A LA RESPONSABILITE DES CONTROLES ?

La qualité de l’eau potable est ainsi soumise à deux types de contrôles :

un contrôle officiel, ponctuel, qui relève de la compétence des pouvoirs publics ; il correspond à une

photographie de la situation à un moment donné ;

une surveillance permanente des exploitations des services de distribution (régies municipales ou sociétés déléguées). L’article L.19 du code de la santé publique précise en effet que « quiconque offre au public de l’eau en vue de l’alimentation humaine, à titre onéreux ou gratuit, est tenu de s’assurer que cette eau est propre à la consommation », et l’article 21 précise que « tout concessionnaire d’une distribution d’eau potable est tenu (…) de faire vérifier la qualité de l’eau qu’il distribue ».

L’ETAT CONTROLE Le rôle et les responsabilités des autorités

L’eau est un produit local. Les contrôles officiels sont donc effectués localement, à l’échelon départemental, sous l’autorité des préfets.

La collectivité locale, qui peut être la commune ou un organisme intercommunal (syndicat, district, communauté urbaine…), est responsable de la fourniture de l’eau et de sa qualité. Elle est tenue de faire vérifier la qualité de l’eau depuis la ressource jusqu’à la mise à disposition de l’usager.

Le maire de chaque commune est responsable de l’hygiène publique. Il a l’obligation d’informer le public.

Le préfet est responsable des services de l’Etat. A ce titre, il donne délégation à la Direction départementale des affaires sanitaires et sociale (DDASS) qui relève du ministère de la santé. Le service Santé-Environnement de la DDASS réalise les programmes de contrôle réglementaire. Le préfet transmet les résultats au maire qui est tenu de les afficher ou de les mettre à disposition de ses administrés.

Quelle est la fonction des contrôles officiels Les contrôles officiels ont pour but de vérifier

d’une part la qualité physique, chimique et sanitaire de l’eau distribuée ;

d’autre part la qualité sanitaire et la conformité aux normes des installations de production, de stockage et de distribution.

Ces contrôles s’opèrent sur les ressources (qualité des eaux brutes avant traitement), sur les traitements, sur les réseaux de distribution. Ils portent sur l’ensemble des paramètres retenus pour l’établissement des normes de qualité de l’eau. Ils concernent donc la qualité organoleptique, la qualité physico-chimique et la qualité bactériologique de l’eau. Ils s’exercent par des analyses effectuées sur des prélèvements.

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Les prélèvements : où et comment sont-ils faits ?

Pour que l’échantillon prélevé soit représentatif de l’eau que l’on veut analyser, un certain nombre de précautions doivent être prises. L’eau doit être prélevée dans des flacons particulièrement propres. Dans les lacs ou les réservoirs, le choix du point de prélèvement doit intégrer les variations des paramètres dues à la profondeur, au vent, aux pluies, à la température. Il faut laisser couler assez longtemps les eaux des réseaux ou des forages pour obtenir une eau d’une qualité constante. La conservation des échantillons en vue de l’analyse fait également l’objet d’une attention particulière en fonction des paramètres recherchés.

Le décret 89-3 modifié du 3 janvier 1989 précise les étapes du cycle de la production et de la distribution d’eau potable où les prélèvements doivent être pratiqués, de façon à permettre un contrôle complet :

au niveau de la ressource

La qualité de la ressource est contrôlée sur un échantillon prélevé au point de puisage (dans le cours d’eau ou la nappe souterraine). Il s’agit de vérifier que l’eau brute utilisée pour la production de l’eau potable entre bien dans une des catégories autorisées ;

LES NORMES DE L’EAU BRUTE Les eaux brutes utilisables sont classées en trois catégories de qualité : A1, bonne ; A2, moyenne , A3, médiocre. Les critères de classement prennent en compte de nombreux paramètres de différente nature, concernant les caractéristiques physico-chimiques de l’eau, la présence de substances « indésirables » ou toxiques, la présence de pesticides, la qualité microbiologique, ainsi que la couleur de l’eau (décret n°90 330 du 10 avril 1990, annexe III). Il faut souligner que c’est le facteur le plus mauvais de l’analyse qui détermine le classement de l’eau. Les eaux qui ne satisfont pas au moins aux critères retenus pour la catégorie « médiocre » sont exclues de l’utilisation pour la production d’eau potable.

au niveau de la production, c’est-à-dire après traitement et avant l’envoi de l’eau dans le réseau de distribution. Il s’agit de vérifier l’efficacité et la fiabilité des traitements mis en œuvre ;

au niveau du réseau de distribution : contrôle de la qualité de l’eau après stockage et durant son

parcours dans les canalisations.

Les analyses : quel est leur contenu ? La réglementation codifie plusieurs types d’analyses, plus ou moins poussées, définies en fonction des paramètres retenus pour l’établissement des normes. On distingue ainsi :

l’analyse bactériologique réduite (B1) l’analyse bactériologique sommaire (B2) l’analyse bactériologique complète (B3) l’analyse physico-chimique réduite (C1) l’analyse physico-chimique sommaire (C2) l’analyse physico-chimique complète (C3) les analyses physico-chimiques particulières (C4),

subdivisées en 4 types (de a à d) correspond à 4 groupes de substances déterminés.

Ces sept types d’analyses se combinent pour constituer des programmes standard établis en fonction de la nature des eaux à analyser et du point de prélèvement.

Les programmes standard d’analyse peuvent être adaptés aux spécificités locales. Le programme peut être simplifié, et les fréquences d’échantillonnages réduites, si la qualité des eaux est restée conforme aux normes au cours des trois années précédentes et si les points de captage sont entourés de périmètres de protection.

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Inversement, le programme peut être renforcé si la protection des points de captage est insuffisante, si la qualité des eaux brutes subit d’importantes variations, ou simplement si les vérifications opérées par la DDASS le justifient.

Le renforcement ou l’allégement du programme d’analyse est décidé par arrêté préfectoral. En règle générale, le renforcement du programme ne doit pas entraîner une hausse du coût des analyses supérieure à 20 %.

Les analyses des laboratoires agréés Les prélèvements sont analysés par des laboratoires agréés par le ministre de la Santé, sur proposition du Conseil supérieur d’hygiène publique de France. Ces laboratoires sont les seuls habilités à effectuer des analyses à caractère officiel.

Pour qu’une analyse ait un caractère officiel, il faut que le prélèvement ait été effectué par un agent de la DDASS ou d’un laboratoire agréé. Les laboratoires agréés sont répartis en trois groupes :

- les « laboratoires de référence », il en existe cinq au niveau national ; - les « laboratoires régionaux », il en existe un par région administrative ; - les « laboratoires départementaux », il en existe un par département.

Il n’y a pas de relation hiérarchique entre eux, mais le potentiel scientifique et technique des laboratoires de référence et des laboratoires régionaux est plus important que celui des laboratoires départementaux.

La liste des laboratoires agréés est régulièrement mise à jour par arrêté ministériel. Le laboratoire remet les résultats des analyses au directeur de la DDASS et à l’exploitant du service de l’eau, qui en supporte le coût. La DDASS, sous l’autorité du préfet, met ces données à la disposition des autorités locales concernées : mairies ou organismes intercommunaux. Quelle est la fréquence des analyses ? La fréquence des analyses est variable. Elle est déterminée en fonction de plusieurs facteurs : - au niveau de la ressource et dans l’usine de traitement, la fréquence est fonction du débit journalier ;

elle est d’autant plus élevées que le débit est plus important ; - au niveau de la distribution, elle est déterminée en fonction du nombre d’utilisateurs desservis par le

réseau, et d’autant plus élevée que ce nombre est plus grand.

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Analyses types

EMPLACEMEN

T RESSOURCE PRODUCTION DISTRIBUTION

Au point de puisage, avant traitement

( R )

Après traitement et avant refoulement ou

au point de puisage en l’absence de traitement (P)

En réseau

(R.P)

(R.S)

(P1)

(P2)

(P3) (D)

Origine de l’eau Eaux Souterraines

Eaux superficielles

Eaux souterraines et

eaux superficielles

Eaux souterraines

(P2P)

Eaux superficielles

(P2S)


eaux superficielles


eaux superficielles

Analyses types B1 - - - -

C3 -

C4b - -

B1 - - - -

C3 C4a C4b C4c C4d

- -

B3 -

C2 - - - - -

- - - - -

C3 - - - -

- - - - -

C3 C4a

- - -

- - - - - -

C4a -

C4c -

- B2 -

C1 - - - - - -

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Fréquences annuelles d’analyse (échantillons prélevés à la ressource et en usine)

DEBIT JOURNALIERS (m3) FREQUENCES ANNUELLES D’ECHANTILLONNAGE R.P. R.S. P.1 P2P P2S P3 Inférieur à 100 De 100 à 399 De 400 à 999 De 1 000 à 1 999 De 2 000 à 5 999 De 6 000 à 9 999 De 10 000 à 19 99 De 20 000 à 29 999 De 30 000 à 59 999 De 60 000 à 99 999 Egal ou supérieur à 100 000

- ½ ½ ½ 1 2 2 4 4 4 4

- 2 2 2 3 6 6 12 12 12 12

1 2,5 2,5 3,5 7 8 14 22 42 70 140

- ½ ½ ½ 1 1 2 3 6 10 20

- 1 1 1 1 1 2 3 6 10 20

- 1/5 1/5 1/5 ½ ½ 1 1 1 1 1

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Fréquences annuelles d’analyse (échantillons prélevés en distribution)

POPULATION DESSERVIE D

Eau non désinfectée (nd) Eau désinfectée (d) 500 habitants

2 000 habitants 5 000 habitants 10 000 habitants 30 000 habitants 50 000 habitants 100 000 habitants 150 000 habitants 300 000 habitants

2 6 12 24 60 90 150 210 390

4 24 240 720

Pour les populations inférieures à 500 habitants, le nombre d’analyses D est à 2 dans le cas d’eaux non désinfectées et 4 dans le cas d’eaux désinfectées.

Pour les populations supérieures à 500 habitants, le nombre d’analyses à effectuer est obtenu par interpolation linéaire entre les chiffres fixés dans les colonnes D, le chiffre étant arrondi à la valeur entière la plus proche.

Pour les populations supérieures à 300 000 habitants, le nombre d’analyses à effectuer est obtenu par extrapolation linéaire, le chiffre étant arrondi à la valeur entière la plus proche.

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Comment les usagers sont-ils informés ?

En dehors des situations de crise, où l’information des consommateurs revêt une importance capitale, il existe un certain nombre de mesures destinées à mettre les informations à la disposition du public en temps normal.

La loi sur l’eau du 3 janvier 1992 prévoit que les données relatives à la qualité de

l’eau établies à la suite des contrôles sanitaires usuels ou exceptionnels « en des termes compréhensibles par tous ».

Le décret du 26 septembre 1994 impose l’affichage en mairie des résultats et

analyses transmis par les DDASS. La loi Barnier DU 2 février 1995 fait obligation aux maires et gestionnaires des

services des eaux d’établir un rapport annuel sur le prix et la qualité du service de l’eau. Le rapport du maire est présenté au conseil municipal et adressé au préfet. Dans

les communes de plus de 3 500 habitants, il doit être mis à la disposition du public. L’arrêté ministériel du 10/07/96 prévoit, en outre, qu’une note de synthèse sur la

qualité de l’eau, préparée par la DDASS dans chaque département, sera jointe une fois par an aux factures d’eau :

- à partir du 1er janvier 1998, pour les communes de plus de 30 000 habitants, - à partir du 1er janvier 1999, pour les communes compris entre 10 000 et

30 000 habitants, - à partir du 1er juillet 2000, pour les communes de moins de 10 000 habitants.

Toute personne qui le désire peut obtenir communication des résultats des

analyses de qualité de l’eau potable de sa commune en les demandant à la mairie, qui dispose des analyses de la DDASS. Elle peut également se renseigner auprès de la société de service des eaux, dans le cas où la commune a choisi la formule de la délégation de son service à une entreprise.

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L’EXPLOITANT SURVEILLE Surveillance et prévention L’exploitant, qu’il s’agisse d’une gestion municipale directe ou d’une gestion déléguée à une société, a l’obligation de faire fonctionner le réseau de production et de distribution conformément aux normes en vigueur. Il est tenu de surveiller en permanence la qualité des eaux, et de tenir à la disposition du directeur de la DDASS les résultats des vérifications qu’il opère. Des variations de la qualité de l’eau peuvent se produire de manière très soudaine au niveau de la ressource, par exemple à l’occasion d’une pollution accidentelle. Aussi, des contrôles ponctuels opérés à un moment donné ne suffisent pas à garantir une qualité constante. C’est pourquoi les sociétés de service des eaux possèdent leurs propres dispositifs de surveillance et leurs propres laboratoires, dotés des moyens les plus modernes et les plus performants. Alors que les contrôles officiels interviennent a posteriori, l’auto surveillance des exploitants vise à prévenir toute anomalie dans la qualité de l’eau distribuée. Les dispositifs de surveillance Ils diffèrent d’un service des eaux à l’autre. Cependant, en simplifiant beaucoup, on peut décrire le processus de façon schématique. Le dispositif doit être décentralisé, pour pouvoir apprécier la qualité de l’eau au pompage, pendant la production, le traitement, le stockage et le transport. C’est pourquoi la surveillance de la qualité s’exerce à trois niveaux, à travers trois types d’analyses complémentaires que permettent aujourd’hui les progrès techniques en matière d’automatisme et d’analyses:

des analyses automatiques permanentes pratiquées sur les lieux mêmes de pompage, de production et de distribution ;

des analyses fréquentes et systématiques effectuées dans des laboratoires de terrain ;

des analyses spécifiques et fines, plus exigeantes en matériel et en hommes, dans un laboratoire

central.

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BESOINS & DEMANDE EN EAU

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1-Généralités On distingue, Le besoin unitaire au niveau d'un usage particulier, qui est la quantité d'eau

nécessaire pour une certaine utilisation: par exemple pour une douche. Le besoin global par jour pour un usager, qui est la somme des besoins unitaires

résultant de l'utilisation qu'il a faite de l'eau . La demande qui est la quantité d'eau à prélever dans le milieu naturel à chaque

instant pour faire face à la couverture des différents besoins, prenant en compte les pertes prévisionnelles depuis le prélèvement à l'utilisation.

2- Evaluation des besoins en eau 2.1- Les différents besoins 2.1.1- Les besoins des usages domestiques Ils couvrent les différents usages de l'eau dans la maison (hors gaspillage) Chasse d'eau -WC- 8 à 10 litres d'eau par usage, lavabo, douche, machine à laver; etc. Des enquêtes réalisées dans divers pays donnent les chiffres consignés dans le tableau ci-dessous (les chiffres sont en l/j/ personne). Pays Boisson et

cuisine Lavage Vaisselle

Lavage linge

Hygiène WC Divers Total

G.B. Belgique RFA Suède USA

4,6 4 3 à 6 10,0 11,0

13,7 11 à 20 4 à 6 20,0 14,0

13,7 11 à 20 20 à 40 20,0 33,0

45,5 38,0 30 à 55 55,0 170,0

49,9 42,0 20 à 40 50,0 -

46,0 22,0 26 à 30 9,0 11,0

126 à 146 100 à 170 164,0 240,0

Source: Lyonnaise de Eaux N.B. Pour avoir les besoins totaux il faut ajouter ceux de l'arrosage du jardin, du lavage des voitures etc… Pour les villes africaines les bureaux d'études sont confrontés à deux situations : . Les besoins domestiques couvrant effectivement l'ensemble des différents usages de l'eau à la maison et, . Les besoins domestiques solvables: ce que réellement l'usager va en prendre au réseau, tenant compte de son pouvoir d'achat. La différence pouvant être ou non couverte par d'autres points d'eau alternatifs.

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2.1.2- Les besoins des services publics Ils couvrent les différents besoins pour les services publics: écoles, hôpitaux, bâtiments publics, arrosage des chaussées, arrosage des jardins publics, abattoirs, installations sanitaires publics. Les chiffres existants dans les différents ouvrages sont ceux relevant d'enquêtes et ou de données d'exploitation dans les pays développés. En Afrique généralement les bureaux d'étude évaluent les besoins des services publics à 30% des besoins domestiques pour les grands centres et centres semi urbain. 2.1.3- Les besoins des commerces et des bureaux Ils concernent les boulangeries, les maisons de commerce, les restaurants, les hôtels, les bureaux, etc. Généralement les bureaux d'études en Afrique les intègrent dans les besoins de services publics 2.1.4- Les besoins des industries On notera que, dans l'industrie, le besoin dépend de nombreux facteurs : économiques, techniques, psychologiques, l'abondance et donc le prix de l'eau

Produits m3 d'eau /tonne Acier Savon Plastique Papier Bière Sucre

6 à 300 1 à 35 1 à 2 80 à 1 000 8 à 25 3 à 400

Comme le tableau le montre les chiffres varient beaucoup avec des écarts très prononcés. 2.1.5- Les besoins du cheptel (besoins pastoraux) Bovins: abreuvement de 60 litres tous les deux jours, soit 30 litres par jour Petits ruminants: 4 litres par jour

En Afrique tropicale l'animale de référence est un bovin de 250kg vif: 1 UBT (Unité de Bétail Tropical ) Petits ruminants: 0,1 UBT Chevaux : 1 UBT Remarque: Les informations ci-dessus sont extraits de Techniques rurales en Afrique: hydraulique pastorale (République française, secrétariat d'état aux affaires étrangères chargé de la coopération -1973 Les besoins en eau varient dans l’espace et dans le temps.

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3.- variation des besoins 3.1- Variation dans l’espace Pour un centre urbain donné, on retrouve, Des zones à habitats dits bas standings, moyens standings, hauts standings Des zones industrielles Des zones administratives Des zones commerciales Etc. … 3.2- Variation dans le temps Les besoins domestiques varient, d’une saison à l’autre : période chaude & période froide d’une année sèche à une année pluvieuse : l’existence d’autres points d’eau alternatifs est souvent tributaire de la pluviométrie d’un jour ouvrable à un jour non ouvrable d’une heure creuse (heure de faible consommation) à une heure de pointe (heure de forte consommation) Les besoins industriels varient, d’une période de forte production à une période de faible production: très souvent les productions sont tributaires de la demande des heures d’activités aux heures d’arrêt 3.3- Les coefficients de variation Pour traduire l’importance des variations des besoins en eau l’on prend une référence qui est le besoin moyen. Suivant la situation on s’intéressera au, besoin moyen annuel ⇒ on dispose de données sur plusieurs années besoin moyen mensuel ⇒ on dispose de données sur plusieurs mois besoin moyen journalier ⇒ on dispose de données sur plusieurs jours besoin moyen horaire ⇒ on dispose de données sur plusieurs heures Le rapport (besoin de pointe ) / (besoin moyen) est appelé coefficient de pointe On parlera alors de Coefficient de pointe annuel Coefficient de pointe mensuel Coefficient de journalier Coefficient de pointe horaire

Généralement l’on s’intéresse aux coefficients de pointe mensuel, journalier et horaire : On s’intéresse aux besoins de l’heure de pointe du jour de pointe du mois de pointe. Chacun de ces coefficients de pointe ont leur importance dans la taille Soit des ouvrages de mobilisation des ressources en eau Soit des ouvrages de traitement Soit des ouvrages de distribution

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3.3.1- Coefficient de pointe mensuel : Cpm Les différents ouvrages du système d’AEP doivent être en mesure de satisfaire les différents besoins du mois de pointe.

annuelleon consommatipointe de moisdu on consommati12x

mensuelle moyenneCommation pointe de moisdu

==onConsommatiCpm

3.3.2 - Coefficient de pointe journalier Cpj C’est un facteur qui dépend de plusieurs paramètres: présence et niveau de pérennité de points d’eau concurrents; importance des variations saisonnières. Il traduit les écarts de consommation entre les jours de l’année. C’est le rapport de la consommation journalière la plus élevée sur la consommation moyenne journalière. Généralement le jour de plus forte consommation se retrouve dans le mois de plus forte consommation.

pointe de moisdu donnéesaux refère seon nt généraleme ejournalièr moyenneon Consommati

pointe dejour du on Consommati=jpC

Le coefficient de pointe journalier peut atteindre 3 dans les zones semi rurales et rurale des pays sahéliens par contre il est nettement plus faible dans les pays équatoriaux. 3.3.3- Coefficient de pointe horaire Cph Il est très lié à l’étalement des activités sur 24 heures. Plus la zone est fortement urbanisée, plus le coefficient de pointe horaire est faible. Il est nécessaire pour l’évaluation des besoins à apporter aux usagers à l’heure de pointe.

pointe dejour du on Consommatipointe de heurel' deon consommati x 24

horaire moyenneon consommatipointe de heurel' deon Consommati ==phC

A titre indicatif on peut donner les valeurs ci-après Grandes ville Cph = 1,5 à 2,0 Villes moyennes Cph = 2,5 Milieu rural Cph = 3 à 4 - 6

4- Evaluation des besoins en eau d’une communauté donnée Les systèmes d’AEP étant destinés à apporter l’eau nécessaire à l’alimentation et au développement socioéconomique. Il s’avère nécessaire que pour l’évaluation des besoins globaux l’on connaisse la zone d’étude sur les plans démographique et socioéconomique. L’évaluation des besoins en eau part des besoins moyens se rapportant aux différents usagers. L’évaluation des besoins tient compte de la situation actuelle et de celle à venir. L’échéance d’un projet est l’horizon de fonctionnement optimal des équipements Il existe deux méthodes d’évaluation des besoins en eau.

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NB : l’accroissement de la population suit une loi exponentielle de type Pn = P0 *( 1+a)n Pn = Population à l’année n (année généralement d’échéance du projet) P0 = Population à l’année de référence : généralement année du dernier recensement. n = nombre d’année qui sépare l’année de Pn de l’année de P0 a = taux d’accroissement de la population 4.1- La méthode détaillée ou méthode analytique Elle repose une enquête socio-économique visant à identifier les différents usagers; à déterminer leur niveau de vie (pouvoir d’achat, volonté à payer etc); à évaluer les besoins spécifiques moyens journaliers des différents usagers. Remarques Besoins domestiques Ils sont difficiles à évaluer. Ils sont déterminés par des enquêtes socio-économiques. Besoins annexes Généralement les plages de valeurs ci-après sont recommandées pour l’évaluation des besoins annexes (services et établissements publics) dans les avant projets sommaires. Ecole sans internat 3 à 5 litres par jour et par élève Ecole / caserne avec internat 30 à 60 litres par jour et par élément Hôpitaux 150 à 200 litres par jour et par lit Administration 5 à 10 litres par employé et par jour Abattoir moderne 300 litres par bête abattue Abattoir en semi urbain 50 litres par bête abattue Les statistiques des sociétés africaines d’eau montrent que les besoins annexes représentent 30% des besoins domestiques. 4.2- la méthode globale forfaitaire Elle consiste à retenir un besoin global forfaitaire moyen de consommation spécifique et à l’appliquer à la population totale : Ce besoin moyen prend en compte les besoins des services, des industries etc. Ce besoin moyen global est évalué à partir de données de consommation de centres semblables déjà équipés de mini système d’AEP et dont la ressource couvre à tout moment et à toute saison la demande en eau. Remarque: Très souvent les pays disposent de plans quinquennaux ou décennaux de développement du secteur de l’hydraulique. Ces plans de développement sur la base d’étude socioéconomique et d’analyse de statistique de besoins ont recommandé des objectifs Les tableaux ci-dessous donnent des informations sur les consommations Observées dans de petits centres au Burkina Faso. Période SABOU

6 730 habitants KOUPELA 13 200 habitants

KONGOUSSI 8 766

KOMPIENGA 4 774

GOROM 5 050

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habitants habitants habitants Prod Cons Prod Cons Prod Cons Prod Cons Prod Cons J F M A M J J A S O N D Total

2004 2187 2549 2577 2224 1598 1425 1033 961 1405 1392 1757 21112

1335 1730 2079 2021 1774 1294 1149 890 820 1068 1069 1528 16757

13424 13479 16251 15495 15375 11700 10619 9062 9926 12198 13144 14733 155406

14839 14704 15115 16095 14110 11656 10381 8766 9160 12047 13011 14733 154617

5383 4826 4624 3532 2068 2976 3827 3961 3654 5084 4288 5000 49223

4753 4450 4285 3131 2068 2812 3745 3601 3472 4025 3736 4500 44578

3342 3447 4657 3890 3680 2694 2288 2267 1895 2472 2750 3609 36993

2778 2910 3550 3332 3425 1345 1557 1576 1334 1704 1957 2724 28192

1494 1221 1420 2914 2723 2633 2745 2575 2559 2778 2740 2540 28339

1459 1214 1409 2761 2583 2536 2697 2510 2553 2721 2574 2512 27529

Tableau de relevé des productions et des consommations (extrait de rapport technique ONEA) VILLES

POPULATION

PRODUCTION ( l /J/h)

Nbre BP Nbre BF BP m3 /an

BF m3/an

Moyenne pointe SABOU KOUPELA KONGOUSSI KOMPIENGA GORO-GOROM

6 730 13 200 8 766 4 774 5 050

8.6 32 15.4 18.4 15.4

12.8 39 20.5 27 19.4

32 295 103 28 36

4 24 12 7 10

4 738 44 274 13 182 3 720 6 964

10 080 104 492 30 070 21 043 12 463

Répartition des consommations entre Branchement privé et borne fontaine BP : branchement privé BF : borne fontaine / point d’eau collectif 4.3- Relation entre besoin moyen journalier Qmj et les autres types de besoins 4.3.1- Besoins en eau du jour de pointe : jpQ (débit de pointe journalier) C’est généralement la consommation du jour le plus chaux de l’année.

mjQ x pjjp CQ = 4.3.2- Besoin moyen horaire mhQ (débit moyen horaire )

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24mj

mh

QQ =

4.3.3- Besoin de l'heure de pointe Qph (débit de pointe horaire ) Les besoins en eau sur 24 heures varient d'une heure à l'autre. Le rapport de la consommation de l'heure de pointe sur la consommation moyenne horaire donne le coefficient horaire de pointe. Le débit de l'heure de pointe est utilisé pour le dimensionnement du réseau de distribution. 5- Demande en eau Comme le montre la structure d’un système d’AEP, il existe une différence entre les quantités et/ou débits prélevés à la ressource et ceux mis à la disposition des usagers pour la couverture de leurs besoins. La ressource identifiée doit être en mesure de couvrir (entre deux renouvellements) la demande en eau. De l’exhaure à la couverture des besoins, les différentes techniques mises en œuvre engendrent des « pertes en eau » : eau perdue soit suite à des fuites sur réseau (adduction et distribution), ou au stockage (débordement de réservoirs), soit pour nécessité d’exploitation : lavage des filtres, purges de boues des décanteurs etc. Aussi parle t on de perte au réseau, de perte à la production ⇒ rendement de réseau, rendement de l’usine de traitement pour la production d’eau potable. L’importance des pertes est fonction de la nature, de l’état (dégradation) et de l’importance des ouvrages constitutifs du système. Dans le cas d’un système qui exploite des eaux souterraines, il n’y a pas de traitement qui engendre des pertes. Les pertes sont constatées pratiquement seulement sur le réseau et les ouvrages de stockages; Aussi il est recommandé 0 ≤ Cp ≤ 5 %. Pour les systèmes exploitant des eaux de surface, l’importance des pertes au traitement est considérable ; aussi peut on être amené à évaluer les pertes à 30% des besoins domestiques journaliers. 5.1- Demande en production au jour de pointe Pjp La production doit couvrir les besoins sur le réseau de distribution augmentés des pertes au réseau de distribution.

réseau lesur perte de C avec pr tCoefficienxQxCCxQCP mCpjprjpprjp === 5.2- Demande à l’exhaure – capacité de la ressource La capacité de la ressource doit couvrir les besoins au réseau de distribution augmentés de l’ensemble des pertes de tout le système.

entau traitem perte det Coefficien C pt == avecxPCD jpptjp Quand la ressource est constituée, - d'un réservoir d'eau de surface on raisonnera de capacité de stockage entre deux

renouvellements (deux saisons) avec prise en compte des prélèvements pour l'AEP, des évaporations et des infiltrations (et éventuellement autres usages).

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- Quand la ressource est constituée d'eaux souterraines captées par forage ou par

puits ou de source on raisonnera sur le débit de production journalière = jourpar ment fonctionne de heuresd' nombre

)/( 3 xQhmex

qui doit être ≥ à la demande en

production du jour de pointe. - Quand il s'agit d'un cours d'eau on s'intéresse au débit d'étiage qui est ≥ à la

demande en production du jour de pointe. Attention aux autres usages en aval et au débit sanitaire.

5.2.1- Cas d'une retenue (réservoir d'eau constitué par un barrage) L'ouvrage existe, il faut disposer, - de la courbe hauteur - Volume de la retenue (côte de déversoir, côte de prise) - des périodes de non apport à la retenue - des données sur les infiltrations et les évaporations - des données sur les différents prélèvements mensuels On trace sur le graphique courbe hauteur volume, la courbe de tarissement (courbe d'exploitation des eaux de la retenue: à l'observation des premiers apports le plan d'eau doit être au-dessus de la prise. L'ouvrage est à construire, il faut disposer - des périodes de non apport à la retenue - des données sur les infiltrations et les évaporations - des données sur les différents prélèvements mensuels - des données topographiques de cuvette de retenue - des caractéristiques du bassin versant (Superficie, coefficient de ruissellement,

pluviométrie annuelle, etc…) On détermine alors le volume à stocker pour la couverture de la demande durant la saison de non apport et on procède au calage de la cote de déversoir. On évalue ensuite les apports durant la période d'apport (par prudence on se réfère à la pluviométrie de l'année sèche 5.2.2- Cas d'un cours d'eau permanent La demande journalière de pointe est comparée au débit journalier d'étiage. Le débit d'exhaure journalier en période d'étiage - la demande du jour de pointe doit être > 0 ; Dans certaines législations nationales ou internationales, cette différence tenir compte: D'un débit sanitaire, D'un débit arrêté en commun accord avec le ou les pays en aval (notion de gestion intégrée). 5.2.3- Cas des eaux souterraines: sources émergeantes ou nappes captées par forage ou puit Les débits journaliers d'exploitation des ouvrages doivent couvrir la demande du jour de pointe. Il ne faut pas perdre de vue que généralement, Il n'est pas recommandé d'exploiter un forage 24h / 24;

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Il ne faut exploiter un forage au-delà de son débit d'exploitation déterminé par l'essai de pompage.

EXERCICES D'APPLICATION EXERCICE I La population de Kongoussi est de 17 900 habitants au recensement général de la population de 1996. Les études socio-économiques font ressortir un taux d'accroissement constant de 3,50% de la population jusqu'en 2006 et de 4,5% de 2006 à 2015 (bitumage de la route et retour de retraités). L'ONEA exploite actuellement les eaux souterraines (09 forages) pour l'alimentation en eau de la ville. La multiplication des forages donc des équipement de pompage et d'adduction à travers la ville engendre des problèmes de gestion et d'exploitation. Aussi l'ONEA envisage de recourir aux eaux de surface. Le plan de développement de l'ONEA prévoit une consommation moyenne (sur la période couvrant octobre à juin) de 30 litres par jour et par habitant dans des centres semi urbain comme Kongoussi jusqu'à l'horizon 2015. Les statistiques montrent que dans la zone, pour les retenues d'eau, les 2/3 vont à l'évaporation et à l'infiltration.

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Qu'elle devrait être la capacité minimale de la retenue pour couvrir la consommation de la ville (entre deux apports) jusqu'en 2015 sachant que les derniers apports sont observés en fin septembre et les premiers le 30 juin. N.B. Tous les mois seront considérés ayant 30 jours. EXERCICE II Evaluation des besoins et demande en eau / dimensionnement des adductions Les recensements généraux de la population de Kamboinsé de 1993 et de 2003 ont donné respectivement des populations de 6000 et de 8460 habitants. L'étude des besoins en eau fait ressortir un besoin moyen global de 25 litres par jour et par habitant. 1- Il vous est demandé d'évaluer la capacité de production journalière requise à un (des) ouvrage (s) de captage d'eaux souterraines pour la couverture des besoins en eau de jour de pointe de la population de Kamboinsé jusqu'à l'horizon 2013. Les différentes études et réalisations hydrogéologiques dans le village font ressortir un débit moyen d'exploitation des forages de 8m3/heure pour une durée d'exploitation recommandée de 15 heures par jour. 2- Combien de forages faudrait il réaliser pour l'horizon 2013? Des analyses bactériologiques et physico-chimiques révèlent que l'eau des différentes nappes répond qualitativement aux normes nationales. Le système de distribution retenu est la borne fontaine. Les études prévoient un traitement au chlore avant distribution. 3- Maintenez-vous ou rejetez-vous cette disposition? Justifiez votre réponse. 4- Le pompage se fera 24 heures par jour: il sera installé deux pompes fonctionnant une seule à la fois (12 heures par jour par pompe). Quel avantage y a t il à prévoir un pompage de 24 heures par jour. Dimensionnez cette conduite pour un débit de 20m3 / heure R I

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5- Comment déterminez-vous le débit de dimensionnement de la conduite de distribution RI de longueur 1200m. Dimensionnez cette conduite pour un débit de 50m3 / heure sachant qu'il est requis une pression au sol ≥ 10m au nœud I; Pour le diamètre commercial que vous aurez retenu, donnez la pression au sol en I. REMARQUES: Les canalisations seront en PVC pression Class 4 (10 bars) Pour chaque conduite à dimensionner vous indiquerez le diamètre commercial retenu Cote du plan d'eau dans la bâche: 260,00m Cote de déversement dans le réservoir 280,00m Cote minimale exploitable dans le réservoir: 278,00 Cote au sol du point I: 262,50m Les pertes de charge singulières seront négligées EXERCICE III Evaluation de débits de dimensionnement de tronçons Calculez les débits de dimensionnement des tronçons du réseau de distribution ci-après. A C 5l/s 2l/s E D 3l/s B 4l/s F Tronçon Débit prélevé au nœud aval Débit prélevé uniformément au

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(l/s) long du tronçon (l/s) AB BC BD DE DF

2,00 5,00 0,00 3,00 4,00

0,00 0,00 6,00 0,00 7,00

N.B. Les débits indiqués sont ceux de l'heure de pointe

BIBLIOGRAPHIE Dégremont: Mémento Technique de l'eau Tome 1 et Tome 2 (1989) Lyonnaise des eaux Mémento du gestionnaire de l'alimentation en eau et de l'assainissement (1994) Tome 1: eau dans la ville, alimentation en eau CIR: Centre International de Référence pour l'AEP et l'Assainissement Alimentation en eau des petites collectivités (août 1983) OMS Directives de qualités pour l'eau de boisson Volume 1 recommandations (1985) Volume 3 contrôle de la qualité de l'eau de boisson (1986) Documents du Centre d'Information sur l'eau C.I.eau

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Qualité de l'eau Aptitude de l'eau, déterminée par ses caractéristiques physiques, chimiques, biologiques ou organoleptiques, à servir à un usage défini ou à permettre le fonctionnement d'un milieu donné. Une eau de bonne qualité est essentielle à la santé humaine et à celle des ressources biologiques ainsi qu'à la pratique d'activités récréatives sécuritaires (à court, moyen et long terme). Des organismes internationaux (OMS), régionaux (UE) et nationaux responsables de la qualité de l'eau établissent des directives ou normes de concentration pour les différents éléments pouvant être présents dans l'eau. Des limites étant fixées étant fixées, il devient relativement facile de définir une eau de qualité. Elle devrait présenter un goût agréable, ne pas dégager d'odeur déplaisante, avoir un aspect esthétique acceptable et être dépourvue d'agents physiques, chimiques ou biologiques nocifs. Pollution de l'eau La pollution de l'eau est une modification néfaste des eaux causée par l'ajout de substances susceptibles d'en changer la qualité, l'aspect esthétique et son utilisation à des fins humaines. L'agent polluant peut être d'origine physique, chimique ou biologique et provoquer une gêne, une nuisance ou une contamination. Comment mesure-t-on la qualité de l'eau? Les scientifiques (chimistes) prélèvent des échantillons d'eau, les analysent en laboratoire (recherche de concentration de paramètres définis par les organismes responsables de la qualité de l'eau) à l'aide d'instruments et de méthodes spécialisées. Les résultats des analyses sont comparés aux normes et critères de qualité en fonction des usages de l'eau. Les maladies liées à l'eau

Les risques microbiologiques

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La consommation d'une eau contaminée par des porteurs de germes ou des malades ou son utilisation pour la préparation des aliments ou la toilette, et même son inhalation sous forme de vapeur ou d'aérosols peut provoquer une infection. Le tableau ci-dessous indique quelques unes des maladies hydriques les plus courantes et l'agent pathogène associé. Type d'agent

Nom Maladie Données épidémiologiques

Parasite Ascaris Lumbricoides

Ascaridiose

1 millions de cas /an

Sarcoptes acabiei Gale 300 millions cas /an Dracunculus mendinensis

Dracunculose (ver de Guinée)

Plus de 5 millions de cas / an

Schistosoma haematobium, S. japonicum, S. mansoni

Schistosomiase (bilharziose)

200 millions de cas /an

Onchocerca volvulus (par mouche simulie)

Onchocercose (cécité des rivières)

18 millions de cas

Salmonella typhi, Salmonella paratyphi

Fièvre typhoîde et paratyphoîde

17 millions

Legionella pneumophila

Légionellose -------

Bactérie Leptopira spp Leptopirose De 0,1 à 1 pour100 000 habitants par an dans les climats tempérés et 10 ou plus pour 100000 habitants /an sous les tropiques humides

Vibrio cholerae Cholera 384 000 cas / an Campylobacter jejuni ou Campylobacter Coli

Campylobactériose A l'origine de 5 à 14%de diarrhées dans le monde

Virus Transmis par culex

tritaeniorhynchus et culex vishnui

Encéphalite japonaise

30 000 50 000 cas signalés en Asie chaque année

4 types transmis par le moustique Culex aedes

Dengue et dengue hémorragique

50 - 100 millions dengue / an et 500 000 cas de dengue hémorragique /an

Chlamydia trachomatis

Trachome 360 millions de cas /an

Entameba histolytica Diarrhée ----- Protozoaire Cryptosporidium

parvum Diarrhée ---

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Source: OMS (www.caducee.net/dossierSpecialises/sante-publique)

Les risques chimiques L'eau contient de nombreux oligo-éléments qui sont bénéfiques à faible concentration, comme le fer ou le fluorure mais sont toxiques à plus fortes doses pour l’homme Certains Eléments tels que l'arsenic, la cyanure ou le plomb sont dangereux même à faible concentration. Le tableau ci-dessous répertorie quelques-unes des maladies liées à une exposition excessive de certains éléments. Eléments Maladies Toxines des cyanobactéries Impact sur le foie, le cerveau… suivant le type de

toxine produite Arsénic Arsénicisme Fluorure Fluorose Plomb Saturnisme Nitrates (nitrites) Méthémoglobinémie Pour les substances chimiques, les valeurs guides qui sont préconisées par l’OMS sont calculées à partir d'études de toxicité effectuées sur des animaux de laboratoire. Une valeur guide est calculée à partir de la dose journalière tolérable qui est une estimation de la quantité d'une substance présente dans l'eau de boisson , exprimée en fonction du poids corporel (mg par kg de poids corporel qui peut être ingérée quotidiennement pendant toute la vie sans risque appréciable pour la santé. La dose journalière tolérable (DJT) = DSEIO ou DMEIO / FI DSEIO = dose sans effet indésirable observé, DMEIO = dose minimale ayant un effet indésirable observé, FI = Facteur d'incertitude La valeur guide (VG) est alors calculée à partir de la DJT à l'aide de la formule, VG = (DJT*pc*p)/C pc = poids corporel (60 kg pour un adulte, 10kg pour un enfant, 5kg pour un nourrisson, p = proportion de la DJT attribuée à l'eau de boisson C = consommation journalière d'eau de boisson (2 litres pour un adulte, 1 litre pour enfant et nourrisson). Les facteurs d'incertitude ont été déterminés par consensus au sein d'un groupe d'experts.

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L'eau de boisson n'étant généralement pas la seule source d'exposition de l’homme aux substances, les valeurs guide calculées selon la méthode des DJT tiennent compte des autres sources d'exposition en attribuant un pourcentage de la DJT à l'eau de boisson. Cette pondération peut varier géographiquement suivant l'évaluation faites par les autorités de l'importance du mode d'exposition. Les valeurs guide sont calculées pour chaque substance séparément sans tenir compte des interactions possibles mais on considère que les marges de sécurité choisies sont suffisamment larges. Les indicateurs de qualité / présentation générale Les moyens disponibles sur le terrain pour estimer la qualité de l'eau sont les suivants:

- L'enquête sanitaire, complété par l'analyse bactériologique; - Les analyses physico-chimiques.

Le choix de la méthode s'effectue en fonction de l'objectif poursuivi: Recherche de pollution par les matières fécales; Caractérisation se l'eau avant de la traiter, ou dans le but de déterminer si le traitement est

efficace; Caractérisation du milieu: connaître la qualité d'une mare ou d'un cours d'eau avant de l'exploiter

pour l'approvisionnement d'une installation, d'un camp de réfugiés ou d'un village ou encore connaître la signature chimique de l'eau des forages afin de mieux comprendre le système aquifère, ou encore pour savoir si l'eau être utilisée pour l'irrigation.

Les indicateurs usuels qui permettent de remplir l'un de ces trois objectifs sont présentés dans le tableau ci-dessous: Objectifs Indicateurs Recherche d'une pollution fécale enquête sanitaire

analyse bactériologique Analyse avant traitement (floculation, décantation, filtration, chloration, )

analyse bactériologique demande en chlore pH turbidité

conductivité Analyse après traitement analyse bactériologique

chlore résiduel libre aluminium pH turbidité

conductivité Caractérisation du milieu (eau souterraine) conductivité

température pH cations (calcium, magnésium, potassium,

sodium) anions (chlorure, sulfate, nitrate, alcalinité)

éléments traces (fer, manganèse, fluorure…) Caractérisation du milieu (eau de surface) conductivité

température pH turbidité cations (amonionique, potassium) anions (nitrate, nitrite) éléments traces (fer, manganèse)

oxydabilité et DBO

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oxygène dissous indice biologique

Analyse en vue de caractériser l'aptitude à l'irrigation

conductivité cations

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Les types de pollution Organique Contaminants Biogénique

(par les engrais) Microbienne Visuelle

ou esthétique - Polluants associés Matières organiques (DBO) Organiques

- acides de résines - acides gras - huiles et graisses - pesticides - substances

organochlorées - HAP, BPC,

phénols,benzène, toluène, dioxines, furanes…

Inorganiques - métaux lourds (As,Cd, Cr,

Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn, etc….

- cyanures, sulfates, sulfures

Substances nutritives ou nutriments - azote - phosphore

Bactéries et virus - coliformes fécaux - streptocoques - entérocoques - escherichia coli - pseudomonas aeruginosa - giardia lambia

- colorants (couleur) - odeurs - matière en suspension

(turbidité) - objets flottants, débris,

matières huileuses - algues

SourcesRejets de matières organiques d'origine humaine, animale et industrielle par les industries agro-alimentaires, les papetières, les municipalités

Rejets de substances organiques par les industries agricoles, pétrolière et chimiques, les papetières, etc. Rejets de substances inorganiques par les industries chimiques, métallurgiques, minières et de traitements de surface.

Rejets domestiques et agricoles Rejets de produits azotés par les fabriquants d'explosifs et d'engrais

Rejets d'origine humaine ou animale entraînant l'apparition d'organismes pathogènes dans l'eau

Papetières, industrie du pétrole et du textile Rejets d'eaux usées municipales non traitées Activités agricoles

Répercussions environnementales Diminution de la concentration d'oxygène dans l'eau, entraînant la disparition de certaines espèces aquatiques

Effets immédiats ou latents (peut s'accumuler lentement dans les tissus pour agir progressivement sur les organismes vivants)

Prolifération d'algues et de plantes aquatiques le long des rivières des régions agricoles. La décomposition de ces plantes entraîne une

Création d'un milieu propice à la propagation de certaines maladies infectieuses Rend nécessaire le traitement

Rend peu attrayante la pratique d'activités récréatives Certaines formes de pollution esthétique telles les matières en suspension, peuvent

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Odeurs nauséabondes Enrichissement des eaux en éléments nutritifs (azote, phosphore) occasionnant la prolifération de végétation aquatique

Selon la nature de la substance, la dose rejetée et l'espèce en cause, elle peut aller jusqu'à détruire des espèces animales et végétales, affaiblissant ainsi un maillon de la chaîne alimentaire Phénomène de bioamplification pouvant avoir des effets chez les humains

diminution de la concentration d'oxygène dans l'eau et crée un milieu défavorable pour la faune aquatique Peut entraîner une détérioration de la qualité esthétique des plans d'eau

de l'eau destinée à la consommation Entrave la pratique de certaines activités récréatives Entraîne la fermeture des zones de cueillette de mollusques

détruire le frayères

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Maladies liées à des insuffisances dans les domaines de l’eau et de l’assainissement CATEGORIRES MALADIES 1- Maladies transmises par l’eau. L’eau n’agit que comme véhicule passif de l’agent infectieux. Toutes ces maladies sont liées à un manque d’assainissement.

2- Maladies dues au manque d’eau et à une mauvaise hygiène personnelle qui créent des conditions favorables leur développement. Les infections intestinales de ce groupe dépendent aussi de l’absence d’installations convenables pour l’évacuation des déchets humains. 3- maladies transmises par des agents infectieux diffusés par contact avec l’eau ou ingestion d’eau. Une partie essentielle du cycle vital de l’agent infectieux se passe dans un animal aquatique ; certaines de ces maladies sont aussi liées à une mauvaise évacuation des déchets. 4- maladies transmises par des insectes qui vivent près de l’eau (vecteurs en relation avec l’eau). Les infections sont transmises par des moustiques, des mouches, des insectes qui se reproduisent dans l’eau ou qui piquent au voisinage de l’eau. Ils sont particulièrement actifs et agressifs si l’eau est stagnante. Ils ne sont pas affectés par les dispositifs d’assainissement. 5- maladies dues à des agents infectieux contractées le plus souvent en mangeant du poisson ou d’autres aliments mal cuits. (Maladies en liaison avec l’évacuation des matières fécales)

Chloréra Typhoïde Dysenterie bacillaire Hépatite virale Leptospirose Giardiasis Gastro-entérite Gale Maladies infectieuses de la peau Lèpre, poux et typhus Trachome, conjonctivite Dysenterie bacillaire, dysenterie amibienne Salmonellose Diarrhée à entérovirus Paratyphoïde Ascaridiose Trichocéphalose Entérobiose Ankylostomiase Schistosomiase (urinaire et anale) Dracunculose (ver de guinée) Bilharziose Filariose Onchocercose Ascaridiose Fièvre jaune moustique Dengue et fièvre hémorragique moustique Fièvre de l’ouest du Nil et de la vallée du Rift moustique Encéphalites à arbovirus moustique Filaire de Bancroft moustique Paludisme* (malaria) moustique Onchocercose* Simulie Trypanosome* (maladie du sommeil) mouche Tsé Tsé Clonorchiose poisson Diphyllobothriase poisson Fasciolopsiase plantes comestibles Paragonimiase coquillages *Les eaux usées domestiques n’ont pratiquement pas d’influence sur ces maladies

Source : Manuel de l’IRC : Alimentation en eau des petites collectivités (août 1983)