Utilisation des poudres d’amande des graines de Moringa Oleifera …biblio.univ-antananarivo.mg/pdfs/andriamevaJeanF_ESPA... · 2017-10-09 · Utilisation des poudres d’amande

Polytechnique,

Premier Partenaire des Professionnels

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

MENTION : GENIE DES PROCEDES CHIMIQUES ET INDUSTRIELS

« UTILISATION DES POUDRES D’AMANDE DES GRAINES DE

MORINGA OLEIFERA ET DE MORINGA DROUHARDII ACTIVEES POUR LE

TRAITEMENT DES EAUX »

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du grade

MASTER

Titre : Ingénieur, Parcours : Génie des procédés

Présenté par : ANDRIAMEVA Jean Ferlin

Soutenu publiquement le 23 Août 2016

Polytechnique,

Premier Partenaire des Professionnels

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE

MENTION : GENIE DES PROCEDES CHIMIQUES ET INDUSTRIELS

« UTILISATION DES POUDRES D’AMANDE DES GRAINES DE MORINGA

OLEIFERA ET DE MORINGA DROUHARDII ACTIVEES POUR LE

TRAITEMENT DES EAUX»

Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du grade

MASTER

Titre : Ingénieur, Parcours : Génie des procédés

Présenté par : ANDRIAMEVA Jean Ferlin

Soutenu le 23 Août 2016

Membres de jury :

Président : Pr RANDRIANA Nambinina Richard F.

Directeur de mémoire : Monsieur RAZANAJAO Jules Milson

Examinateur : Dr RAKOTOMAMONJY Pierre

Examinateur : Dr RABIBISOA Daniel

Examinateur : Dr RATSIMBA Marie Hanitriniaina

Utilisation des poudres d’amande des graines de Moringa Oleifera et de Moringa Drouhardii activées pour le traitement des eaux

ANDRIAMEVA JEAN FERLIN I

REMERCIEMENTS

Aucun travail ne se réalise dans la solitude. Nous avons trouvé normal de remercier

au début ceux et celles qui ont aidé et concouru à l'accomplissement de la recherche.

Nous voudrions, en premier lieu, témoigner nos vifs et sincères remerciements à DIEU,

notre Créateur incontestable, pour sa miséricorde, son secours, ses bénédictions et

grâce dans la réalisation de ce modeste travail.

Je tiens à exprimer mes remerciements respectueux et reconnaissants à :

Professeur ANDRIANAHARISON Yvon, Directeur de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo.

Je tiens aussi à exprimer ma vive reconnaissance avec ma très haute considération

aux membres de jury :

Professeur RANDRIANA Nambinina Richard Fortuné, Responsable de la

Mention Génie des Procédés Chimiques et Industriels à l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo qui m’a fait l’honneur d’accepter la présidence.

Monsieur RAZANAJAO Jules Milson, Encadreur de recherche, qui n’a

ménagé ni son temps ni ses peines pour me prodiguer tous les conseils qui ont

permis de mener à bien mon travail.

Docteur RAKOTOMAMONJY Pierre, Responsable du Cycle Préparatoire, qui

malgré son occupation, a bien voulu évaluer ce mémoire.

Docteur RABIBISOA Daniel, qui a aussi accepté d’être parmi les membres de

jury.

Docteur RATSIMBA Marie Hanitriniaina, pour la formation qu’il m’a donnée

et pour avoir acceptée d’examiner ce travail.

Il ne faut pas oublier :

Tous les enseignants de la Mention de Génie des Procédés Chimiques et

Industriels pour les formations qu’ils ont dispensées.

Tout le personnel du Laboratoire de recherches à l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo et du Laboratoire d’analyse des eaux de la

JIRAMA qui ont bien voulu partager leurs savoirs avec une grande gentillesse.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN II

Toutes les personnes qui ont contribué de près ou de loin à l’achèvement de ce

mémoire.

Enfin, à ma famille, en particulier à mes parents pour leur soutien moral et

financier, à mes amis et à tous ceux qui me font honneur de leur présence à ma

soutenance de mémoire.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN III

GLOSSAIRE :

Boue : Résidus du processus de floculation ; matière sédimentée au fond du

récipient après décantation.

Composé : Substance formée de deux ou plusieurs atomes dans des

proportions définies et constantes.

Polyélectrolyte : Polymère comportant au moins un groupe électrolyte ; une fois

dissout dans l’eau, le polymère va acquérir une charge dépendant des

groupements chimiques présents et du pH de la solution.

Flocs : Union de matière colloïdale et de floculant lors d’un processus de

floculation.

Molécule : C'est l'assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux

atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de

matière possédant les propriétés caractéristiques de la substance considérée.

Précipité : Solide insoluble formé dans une solution.

Principe actif : Substance qui est responsable de l’activité floculante de la

poudre de Moringa Oleifera et Moringa Drouhardii.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN IV

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS ...................................................................................................... i

GLOSSAIRE : ............................................................................................................. iii

TABLE DES MATIERES............................................................................................. iv

LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES ................................................... xi

LISTE DES TABLEAUX............................................................................................ xiv

LISTE DES FIGURES .............................................................................................. xvi

INTRODUCTION GENERALE .................................................................................... 1

Partie I. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE .................................................................... 2

Chapitre I L’EAU ...................................................................................................... 2

I Introduction .......................................................................................................... 2

II L’eau dans le monde et à Madagascar ................................................................ 2

Situation mondiale ............................................................................................ 2

L’eau à Madagascar ......................................................................................... 2

Rapport de l’OMS ............................................................................................. 3

Solutions envisagées ........................................................................................ 3

L’origine de l’eau ............................................................................................... 4

Cycle de l’eau ................................................................................................... 4

Pollution de l’eau .............................................................................................. 6

a) La pollution classique ................................................................................. 6

b) La pollution à risque toxique ....................................................................... 6

c) La pollution diffuse ..................................................................................... 7

d) Les nouveaux polluants .............................................................................. 7

e) Les pesticides, une menace pour notre eau potable .................................. 8

Utilisation de l’eau ............................................................................................. 8

III Propriétés de l’eau............................................................................................... 9

Propriétés physiques de l’eau ........................................................................... 9

a) Masse volumique ....................................................................................... 9

b) Propriétés thermiques ................................................................................ 9

c) Viscosité ..................................................................................................... 9

d) Conductivité électrique ............................................................................... 9

e) Propriété optique ........................................................................................ 9

f) Turbidité ...................................................................................................... 10

g) Autres grandeurs physiques ..................................................................... 10

Propriétés chimiques ...................................................................................... 10

a) L’eau comme solvant ............................................................................... 10


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN V

b) Structure moléculaire ............................................................................... 10

c) Les sels minéraux .................................................................................... 11

d) Les gaz dissouts ...................................................................................... 11

e) Le pH ........................................................................................................ 11

f) Température ................................................................................................ 12

g) Le titre hydrotimétrique ............................................................................. 12

Propriétés biologiques .................................................................................... 12

a) Les matières en suspension ..................................................................... 13

b) Les matières colloïdales ........................................................................... 13

c) Les matières organiques .......................................................................... 13

d) Les matières dissoutes ............................................................................. 13

e) Les bactéries de l’eau .............................................................................. 14

Propriétés sensorielles ................................................................................... 14

a) La couleur ................................................................................................ 14

b) L’odeur ..................................................................................................... 14

c) La saveur ................................................................................................. 14

Norme de potabilité Malagasy ........................................................................ 15

Chapitre II TRAITEMENT DES EAUX ................................................................. 18

I Introduction ........................................................................................................ 18

II But du traitement ............................................................................................... 18

III Filière classique de traitement physicochimique de l’eau .................................. 19

Prétraitement : Captage et tamisage .............................................................. 19

Clarification par coagulation et floculation....................................................... 19

a) Buts .......................................................................................................... 19

b) Coagulation .............................................................................................. 20

c) Floculation ................................................................................................ 22

Décantation ..................................................................................................... 23

a) But ............................................................................................................ 23

b) Principe de la décantation ........................................................................ 23

Filtration .......................................................................................................... 24

a) Buts de la filtration .................................................................................... 25

b) Principe .................................................................................................... 25

Désinfection ou stérilisation ............................................................................ 26

a) Les procédés physiques ........................................................................... 26

b) Les procédés chimiques ........................................................................... 26

IV Traitement d’affinage de l’eau ........................................................................... 27


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN VI

Affinage par charbon actif ............................................................................... 27

Chapitre III GENERALITES SUR LE MORINGA OLEIFERA ............................... 28

I Présentation de la plante ................................................................................... 28

Historique et origine ........................................................................................ 28

II Systématique et caractéristique ........................................................................ 28

Monographie de Moringa oleifera ................................................................... 28

a) Taxonomie de la plante ............................................................................ 28

b) Croissance ............................................................................................... 29

c) Floraison et fructification .......................................................................... 30

d) Maturation ................................................................................................ 30

e) Récolte ..................................................................................................... 30

Répartition de la plante ................................................................................... 30

Biologie de la plante ....................................................................................... 31

a) Tronc ........................................................................................................ 31

b) Système racinaire..................................................................................... 31

c) Branches .................................................................................................. 31

d) Feuilles ..................................................................................................... 31

e) Inflorescence ............................................................................................ 32

f) Fruits ........................................................................................................... 33

Graine de Moringa Oleifera............................................................................. 33

a) Caractéristique générale .......................................................................... 33

b) Description ............................................................................................... 33

c) Conservation des graines ......................................................................... 34

d) Germination .............................................................................................. 34

Composition chimique de Moringa .................................................................. 34

Importances de la plante................................................................................. 35

a) Sur le plan alimentaire .............................................................................. 35

b) Sur le plan médicinal ................................................................................ 36

c) Graines ..................................................................................................... 36

d) Toxicité de Moringa oleifera ..................................................................... 36

Chapitre IV GENERALITES SUR LES MORINGA DROUHARDII ........................ 37

I Généralités de Moringa Drouhardii .................................................................... 37

Historique et origine ........................................................................................ 37

Morphologie de la plante................................................................................. 37

a) Tronc ........................................................................................................ 38

b) Feuilles ..................................................................................................... 39


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN VII

c) Fleurs ....................................................................................................... 39

d) Gousses et graines .................................................................................. 40

Biologie et écologie ......................................................................................... 40

II Utilisation et localisation de l’arbre .................................................................... 41

Importance des graines et des feuilles de Moringa Drouhadii ........................ 41

a) Intérêt nutritif ............................................................................................ 41

b) Intérêt pharmacologique ........................................................................... 41

c) Usage cosmétique.................................................................................... 42

d) Purificateur d’eau naturel ......................................................................... 42

e) Alimentation animale ................................................................................ 42

Autres utilisation de la plante .......................................................................... 42

CONCLUSION PARTIELLE ..................................................................................... 42

Partie II. ETUDE EXPERIMENTALE .................................................................. 44

INTRODUCTION ...................................................................................................... 44

Chapitre I PREPARATION DES GRAINES DE MORINGA ................................... 44

I Prétraitement des graines ................................................................................. 44

Collecte des graines de Moringa .................................................................... 44

Nettoyage et triage ......................................................................................... 44

Séchage.......................................................................................................... 45

II L’analyse physique des graines de Moringa ...................................................... 46

Pesage des graines ........................................................................................ 46

a) Masse moyenne des graines ................................................................... 46

b) Pourcentage de l’amande ........................................................................ 47

Décorticage ..................................................................................................... 47

a) But de travail ............................................................................................ 47

b) Déroulement de l’opération ...................................................................... 48

III Autres indicateurs .............................................................................................. 48

Détermination de teneur en humidité .............................................................. 48

Détermination de la densité ............................................................................ 49

a) Densité des graines par rapport à l’eau .................................................... 49

b) Détermination de la Densité apparente .................................................... 50

c) Masse volumique des amandes broyées ................................................. 51

Le potentiel d’hydrogène de la poudre de Moringa : pH ................................. 51

Chapitre II EXTRACTION D’HUILE DES GRAINES ........................................... 53

I Introduction ........................................................................................................ 53

II Broyage des graines .......................................................................................... 53


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN VIII

But du broyage ............................................................................................... 53

Appareil utilisé ................................................................................................ 53

III Tamisage ........................................................................................................... 54

Définition ......................................................................................................... 54

Appareil utilisé ................................................................................................ 54

IV Extraction .......................................................................................................... 55

Choix de méthode utilisée lors de l’extraction ................................................. 55

Principe d’extraction ....................................................................................... 55

a) Solvant ..................................................................................................... 56

b) Appareillage ............................................................................................. 56

Séparation de solvant et de l’huile .................................................................. 56

Schémas simplifié de production de poudre ................................................... 57

Chapitre III ESSAIS DE FLOCULATION PAR LE FLOCULANT VEGETAL ET FLOCULANT CHIMIQUE ......................................................................................... 59

I Introduction ........................................................................................................ 59

II Essais d’utilisation de floculant végétal et chimique .......................................... 59

Détermination des taux de traitement ............................................................. 59

a) REGLE ..................................................................................................... 59

b) Expression du taux de remplacement et du taux de substitution ............. 60

Détermination de taux optimal de la poudre de Moringa : Jar-test .................. 60

a) But ............................................................................................................ 60

b) Principe .................................................................................................... 61

c) Matériels nécessaires ............................................................................... 61

d) Réactifs .................................................................................................... 61

e) Mode opératoire ....................................................................................... 61

f) Expression des résultats ............................................................................. 62

Essai de floculation ......................................................................................... 64

a) Essai n°01 : sulfate d’alumine et chaux .................................................... 64

b) Essai n°02 : Poudre de Mo et Md ............................................................. 70

Activation de la poudre de Moringa : .............................................................. 74

a) Essai n°01 : Mo avec HCl 0,5N ................................................................ 75

b) Essai n°02 : Mo avec HCl 01N ................................................................. 76

c) Essai n°03 : Mo avec HCl 0,8N ................................................................ 77

d) Essai n°04 : Mo avec HCl 0,9N ................................................................ 78

Essai pour une turbidité supérieure ................................................................ 80

a) Essai de floculation par Mo et Md ............................................................ 80

b) Essai de floculation par SA et Chaux ....................................................... 82


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN IX

c) Activation de la poudre de Mo par l’acide chlorhydrique à 0,9N ............... 83

Réaction chimique présente au cours de floculation ....................................... 84

a) Poudre de Moringa avec l’eau : ................................................................ 85

b) Poudre de Moringa activée par l’acide chlorhydrique 0,9N : .................... 85

III Analyse physico-chimique et microbiologique de l’eau traitée par Moringa Oleifera et Drouhardii ............................................................................................................. 85

But de l’analyse de l’eau traitée ...................................................................... 85

Processus à l’échelle laboratoire de traitement des eaux ............................... 86

a) Traitement par le taux optimal de la poudre activée par l’acide ............... 86

b) Filtration de l’eau traitée ........................................................................... 86

c) L’analyse .................................................................................................. 87

Résultats d’analyse ......................................................................................... 90

a) Résultat d’analyse physico-chimique ....................................................... 90

b) Résultat d’analyse microbiologique .......................................................... 91

c) Interprétation des résultats d’analyse ....................................................... 91

CONCLUSION PARTIELLE ..................................................................................... 92

PARTIE III. INGENIERIE ET APPROCHE ECONOMIQUE ................................. 93

Chapitre I CONTEXTE ET GENERALITE SUR LE PROJET ................................ 93

Contexte de l’étude ......................................................................................... 93

Objectif du sujet .............................................................................................. 93

a) L’eau pour la santé ................................................................................... 93

b) L’eau pour les activités socio-économiques ............................................. 93

Des projets d’accès à l’assainissement .......................................................... 94

a) Le manque d’accès à l’assainissement .................................................... 94

b) Contrôle des rejets ................................................................................... 94

c) Problème pour la productivité ................................................................... 94

d) Le préjudice .............................................................................................. 94

Approvisionnement en eau les mieux adaptés selon la taille des localités ..... 95

Identification des besoins en personnel .......................................................... 95

Organigramme simplifié .................................................................................. 96

Techniques de base de plantation de Mo ....................................................... 98

a) Reproduction ............................................................................................ 98

b) Culture, généralités .................................................................................. 98

c) Accélérateurs de croissance végétale ...................................................... 99

Chapitre II OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT DES EAUX POTABLES .......... 100

Système de captage ..................................................................................... 100

Pompage de l’eau brute ................................................................................ 100


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN X

Floculation-décantation ................................................................................. 100

a) Décanteur amélioré - décanteurs à lamelles .......................................... 100

b) Avantage du décanteur lamellaire .......................................................... 101

Filtration ........................................................................................................ 102

a) Description du procédé .......................................................................... 103

b) Lavage des filtres ................................................................................... 105

Désinfection .................................................................................................. 105

Le stockage .................................................................................................. 106

a) Forme ..................................................................................................... 106

b) Emplacement ......................................................................................... 106

c) Choix du type de réservoir ..................................................................... 107

Le réseau de distribution............................................................................... 107

a) Les ouvrages de distribution .................................................................. 107

Chapitre III ETUDE ECONOMIQUE ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL .......... 110

Les investissements ..................................................................................... 110

a) Les infrastructures nécessaires .............................................................. 110

b) Production de la poudre : ....................................................................... 112

c) Approche économique ........................................................................... 113

Evaluation socio-économique : ..................................................................... 114

a) Etude d’Impact Environnemental (EIE) .................................................. 114

b) Impact du projet sur les zones d’exploitation .......................................... 114

c) Croissance économique ......................................................................... 115

d) Impact sur le revenu national ................................................................. 115

e) Impact environnemental ......................................................................... 115

CONCLUSION GENERALE ................................................................................... 117

BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................... 118

WEBOGRAPHIE .................................................................................................... 120

ANNEXES .................................................................................................................. A

Annexe I- MODE OPERATOIRE DE L’ANALYSE EFFECTUEE AU LABORATOIRE DE JIRAMA ................................................................................................................ A

Annexe II- CARACTERISTIQUES EAU VONTOVORONA ANNEE 2015 .................. H

Annexe III- NORMES DE REJETS INDUSTRIELS, Extrait du Décret N°2003/464 du 15.04.03. ...................................................................................................................... J

Annexe IV- SULFATE D’ALUMINE ET CHLORURE FERRIQUE .............................. L

Annexe V- LES FEUILLES DE MORINGA ................................................................ P

Annexe VI- HUILE DES GRAINES DE MORINGA .................................................... S


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN XI

LISTE DES ABREVIATIONS ET DES SYMBOLES

Acronymes

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

TA : Titre Alcalimétrique

TAC : Titre Alcalimétrique Complet

TH : Titre Hydrotimétrique

JIRAMA : Jiro sy Rano Malagasy

CPG : Chromatographie en Phase Gazeuse

ESPA : Ecole Supérieure Polytechnique

ONG : Organisation Non Gouvernementale

MES : Matières En Suspension

POP : Polluants Organiques Persistants

IUPAC : International Union of Pure and Applied Chemistry

COV : Composés Organiques Volatils

SNGF : Silo Nationnal des Graines Forestières

Mo : Moringa Oleifera

Md : Moringa Drouhardii

SA : Sulfate d’Alumine

AEP : Assainissement d’Eau Potable

SARL : Société A Responsabilité Limitée

BF : Borne Fontaine

EIE : Etude d’Impact Environnemental

IBS : Impôt sur les Bénéfices de la Société

IRSA : Impôts sur les Revenus Salariaux et Assimilés

ED : Eau Décantée

ET : Eau Traitée

EB : Eau Brute

MO : Matière Organique

Symboles

UTN : Unité Néphélométrique de Turbidité(NTU)

°C : degré Celsius

µg : microgramme


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN XII

Ar : Ariary

Cm : centimètre

Nm : nanomètre

dm3 : décamètre cube

km3 : kilomètre cube

% : pour cent

meq : milliéquivalent

g : gramme

ha : hectare

j : jour

K : Potassium

UV : Ultraviolet

Cond : Conductivité

kg : kilogramme

L : litre

Min : minéralisation

Cond : conductivité

mn : minute

mm : millimètre

O : Oxygène

pH : potentiel Hydrogène

t : tonne

v : volume

atm : atmosphère

: diamètre

𝑄 ∶ débit de l’eau à traiter

𝐶 ∶ concentration de la solution dans le bac de réactif

𝐷 ∶ débit du distributeur de produit (pourcentage d’ouverture du vernier de la

pompe doseuse)

𝑡 : Taux de traitement

Turb : turbidité

T : température

N : Normalité


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN XIII

°f : degré français


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN XIV

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Identification de l’eau ............................................................................... 9 Tableau 2 : Classes de turbidités usuelles ............................................................... 10

Tableau 3 : Grandeur physique de l’eau ................................................................... 10 Tableau 4 : Classification des eaux d’après leur pH ................................................. 12 Tableau 5 : Norme de potabilité Malagasy, source : JIRAMA ................................... 17 Tableau 6 : Composition chimique des gousses, feuilles et graines ......................... 35 Tableau 7 : Teneurs en nutriments des feuilles matures de .................................... 41

Tableau 8: Masse moyenne des graines de Moringa ; source : auteur .................... 46 Tableau 9 : Pourcentage de l’amande, source : auteur ............................................ 47 Tableau 10 : Taux d’humidité des amandes de Mo et Md, source : auteur .............. 49 Tableau 11 : Densité des amandes de Mo et Md, source : auteur ........................... 50 Tableau 12 : Densité apparente des amandes de Mo et Md, source : auteur .......... 50

Tableau 13 : Masse volumique des amandes broyées, source : auteur ................... 51

Tableau 14 : pH de la poudre sans matière grasse, source : auteur ........................ 52

Tableau 15 : Rendement en huile de l’extraction par solvant, source : auteur ......... 57 Tableau 16 : Modele à compléter lors de l’essai de floculation, source : JIRAMA ... 63 Tableau 17 : Paramètres selon le lieu d’utilisation, source : JIRAMA ....................... 64 Tableau 18 : Paramètres physique de l’eau brute, source : auteur .......................... 65

Tableau 19 : Quelques paramètres chimique, source : auteur ................................. 67 Tableau 20 : Essai sur l’utilisation de SA, source : auteur ........................................ 69 Tableau 21 : Quelques paramètres physicochimiques de l’eau traitée, source : auteur ................................................................................................................................. 70 Tableau 22 : Quelques paramètres physico-chimique de l’eau brute traitée par Mo, source : auteur .......................................................................................................... 71 Tableau 23 : Essai sur l’utilisation de Mo, source : auteur ........................................ 71 Tableau 24 : Quelques paramètres physicochimiques de l’eau traitée par Md, source : auteur ....................................................................................................................... 72

Tableau 25 : Essai sur l’utilisation de Md, source : auteur ........................................ 72 Tableau 26 : Quelques paramètres physicochimiques de l’eau traitée par Mo et Md, ................................................................................................................................. 73

Tableau 27 : Essai sur l’utilisation de Mo et Md, source : auteur .............................. 74 Tableau 28: Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 0,5N, source : auteur ..................... 76

Tableau 29 : Paramètres physiques de l’eau brute et de l’eau traitée en utilisant la poudre de Mo activée à l’HCl 0,5N, source : auteur ................................................. 76 Tableau 30 : Paramètres physiques de l’eau brute et de l’eau traitée en utilisant la poudre de Mo activée à l’HCl 1N, source : auteur .................................................... 77 Tableau 31 : Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 1N, source : auteur ....................... 77

Tableau 32 : Paramètres physiques de l’eau brute et de l’eau traitée en utilisant la poudre de Mo activée à l’HCl 0,8N, source : auteur ................................................. 78 Tableau 33 : Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 0,8N, source : auteur .................... 78

Tableau 34 : Paramètres physiques de l’eau brute et de l’eau traitée en utilisant la poudre de Mo activée à l’HCl 0,9N, source : auteur ................................................. 79 Tableau 35 : Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 0,9N, source : auteur .................... 79 Tableau 36 : Jar-test de Mo et Md, Source : Auteur ................................................. 81

Tableau 37 : Quelques paramètres physico-chimiques, Source : Auteur ................. 82 Tableau 38 : Jar-test de SA et Chaux, Source : Auteur ............................................ 82 Tableau 39 : Paramètres physico-chimiques, Source : Auteur ................................. 83 Tableau 40 : Activation de Mo, Source : Auteur ....................................................... 83


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN XV

Tableau 41 : Résultats de l’activation, Source : Auteur ............................................ 84

Tableau 42 : Résultats d’analyse physicochimique de l’eau traitée, source : auteur 91 Tableau 43 : Résultats d’analyse bactériologique de l’eau traitée, source : auteur .. 91 Tableau 44 : Assainissement correspond au nombre d’habitant .............................. 95 Tableau 45 : Caractéristiques des filtres................................................................. 104 Tableau 46 : Budget de construction, source : auteur ............................................ 111

Tableau 47 : Devis estimatif du projet, source : auteur ........................................... 112 Tableau 48 : Composition des graines de Mo dans 1000 g, source : auteur .......... 113 Tableau 49: comparaison de prix entre le floculant végétal et chimique; source: auteur ............................................................................................................................... 114


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN XVI

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Cycle de l’eau ............................................................................................. 5 Figure 2: Coagulation-floculation .............................................................................. 21

Figure 3: Principe de décantation ............................................................................. 24 Figure 4 : Moringa oleifera ........................................................................................ 29 Figure 5: Feuilles de Mo ........................................................................................... 32 Figure 6: Fleur de Mo, source : [12] .......................................................................... 32 Figure 7: Gousse fraiche et sèche de Mo ................................................................. 33

Figure 8: Origine de Md ............................................................................................ 37 Figure 9 : Moringa drouhardii .................................................................................... 38 Figure 10: Feuilles de Md ......................................................................................... 39 Figure 11: Fleurs de Md............................................................................................ 39 Figure 12: Gousses de Md ....................................................................................... 40

Figure 13: Pilon et graines de Moringa Olifeira, Source : Auteur .............................. 48

Figure 14: Pilon, source : auteur. .............................................................................. 54

Figure 15: Tamiseuse à vibration de laboratoire, source : auteur ............................. 55 Figure 16 : Appareil utilisé pour l’évaporation, source : auteur ................................. 57 Figure 17 : Production simplifié de la poudre floculante ; source : auteur ................ 58 Figure 18 : Conductimètre, source : auteur .............................................................. 65

Figure 19 : pH-mètre, source : auteur ....................................................................... 66 Figure 20 : Turbidimètre, source : auteur.................................................................. 67 Figure 21 : Floculateur, source : auteur .................................................................... 68

Figure 22 : Siphon, source : auteur .......................................................................... 68 Figure 23 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de taux de SA, source : auteur . 69

Figure 24 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de la masse de la poudre de Mo, ................................................................................................................................. 71 Figure 25 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de la masse de la poudre de Md, ................................................................................................................................. 73

Figure 26 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de la masse de la poudre de Md et Mo, source : auteur ................................................................................................... 74 Figure 27 : Dose optimal de HCl 0,9N versé ; source : auteur .................................. 80

Figure 28 : Filtration monocouche, source : auteur .................................................. 87 Figure 29 : Organigramme de la société, source : auteur ......................................... 97

Figure 30 : Représentation de la lamelle ................................................................ 101 Figure 31 : Schéma de principe du décanteur lamellaire ........................................ 102 Figure 32 : Principe de fonctionnement du filtre à sable ......................................... 103

Figure 33 : Désinfection par chlore à l’aide de la pompe doseuse ......................... 106 Figure 34 : Composition des graines de Mo dans 1000g, source : auteur .............. 113


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN 1

INTRODUCTION GENERALE

L’eau constitue l’une des plus importantes ressources naturelles. Elle est vitale pour

tous les organismes vivants. Malgré le fait que les trois quarts de la planète sont

couverts d’eau, la disponibilité en eau potable reste encore préoccupante surtout dans

les pays en développement.

Cependant, les avantages d’un meilleur approvisionnement en eau potable sont loin

d’être exhaustifs pour ne citer que l’accès à l’eau qui contribue à l’amélioration de

l’hygiène et de l’état sanitaire des individus par la réduction de la morbidité due aux

maladies diarrhéiques.

Face à cette situation, le traitement des eaux demeure la solution mise à disposition

de l’homme pour qu’une eau de provenance douteuse devienne inoffensive pour sa

santé. La clarification est l’une de ces étapes visant à traiter l’eau brute.

En Afrique, les graines d’un arbre tropical appelé Moringa suscitent un grand intérêt

pour clarifier l’eau de surface. Au Soudan, la population locale utilise ces graines

pendant des siècles pour traiter l’eau trouble du Nil. A l’heure actuelle, des études plus

approfondies sont menées dans les régions de cultures de ces espèces de Moringa

pour révéler ses potentialités.

Madagascar est un pays riche en biodiversité végétale. Elle regorge d’innombrables

plantes miraculeuses dont les vertus exceptionnelles ont déjà été prouvées

scientifiquement mais faiblement exploitées à savoir l’arbre magique nommé Moringa.

Fort de ce constat et afin d’apporter notre contribution dans la résolution des

problèmes de potabilité de l’eau à Madagascar, nous avons choisi comme thème de

notre mémoire de fin d’étude : « UTILISATION DES GRAINES DE MORINGA

OLEIFERA et DE MORINGA DROUHARDII ACTIVEES POUR LE TRAITEMENT DES

EAUX ».

Le présent document comprend trois parties. Il sera traité successivement l’étude

bibliographique sur le Moringa et sur l’eau, la valorisation des graines de Moringa

oleifera et Moringa drouhardii pour le traitement des eaux, pour finir, par une partie sur

l’ingénierie et approche économique.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN

Partie I. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

Chapitre I- L’EAU

Chapitre II- TRAITEMENT DES EAUX

Chapitre III- GENERALITES SUR LE MORINGA OLEIFERA

Chapitre IV- GENERALITES SUR LE MORINGA DROUHARDII



Partie I. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

Chapitre I L’EAU

I Introduction

L’eau est le plus important de tous les composés chimiques ; sans elle, ni les animaux

ni les végétaux ne pourraient vivre.

Providentiellement, l’eau est le composé le plus rependu dans le monde, puisqu’elle

occupe les trois quarts de la surface terrestre. L’eau est le constituant le plus important

de notre planète et en même temps le plus précieux. Il est donc indispensable de la

rendre disponible, de l’économiser, de la gérer, de la protéger et surtout de la traiter

pour la rendre utilisable.

II L’eau dans le monde et à Madagascar

Situation mondiale

L’eau représente 70% de la surface de la terre. Parmi les 1.420.240.000 km3 d’eau de

la planète, 97% est salée et 2% à l’état de glace. L’eau disponible est donc de faible

proportion, en outre la quantité d’eau par individu a diminué de 40% depuis 1970. La

proportion de la population ayant accès de façon durable à une source d’eau améliorée

est de 1.4 milliards et que les maladies dues à l’insalubrité de l’eau touchent 3 milliards

de personnes.

La concurrence s’installe entre l’homme et les secteurs productifs tels que l’agriculture

qui a augmenté sa consommation d’eau cinq fois plus qu’avant. [24]

L’eau à Madagascar

Dans le cadre du travail du Comité National de l’Eau et l’Assainissement en 1997, il

en dégage un état d’échec du secteur eau et assainissement à Madagascar :

Madagascar possède, à l’exception de la région du Sud, des grandes quantités

des eaux drainées par les fleuves et les rivières ou stockées dans les lacs ou

les sous-sols. Cependant, la rareté de l’eau dans le Sud et les pollutions font

que le secteur est à craindre.

Le taux de couverture en eau potable est encore très faible. En 1997, il n’y a

que 17% de la population qui dispose de l’eau courante. Cette situation est

alourdie par l’insuffisance des crédits alloués au secteur.



En 2004, le taux d’accès de la population à l’eau est de 27% et le taux d’accès aux

infrastructures d’assainissement de base de moins de 20%. Pour Madagascar, le

secteur eau et assainissement sont indissociables mais ils n’occupent pas le même

rang parmi les priorités actuelles.

En milieu rural, seul 12% de la population ont accès à l’eau potable et bien que le

niveau d’assainissement soit très faible, les autorités décentralisées (communes

rurales) ne considèrent pas ce secteur comme prioritaire. [24]

Rapport de l’OMS

Selon le rapport de l’OMS sur l’état d’alimentation en eau potable et assainissement

dans le monde :

4.8 milliards de personne vivant dans le pays en développement n’ont pas

accès à des services d’approvisionnement en eau et la moitié à des services

modernes d’assainissement.

3 milliards de la population seulement ont l’avantage d’être raccordées au

réseau ou d’avoir un robinet dans la cour.

4 milliards de cas de diarrhées sont recensés chaque année dans le monde

dont 2.2 millions de cas n’ayant pas survécu à la maladie et la plupart des cas

sont des enfants de moins de 5 ans.

Les services urbains surpassent encore largement les services ruraux.

Il y a un énorme écart entre la somme investie pour améliorer les services

offerts en milieu urbain et en milieu rural. [24]

Solutions envisagées

Pour faire face à cette situation un certain nombre d’action et de solution ont été

proposées pour relancer le secteur eau potable à Madagascar, à savoir :

La mise en place d’un cadre légal et réglementaire (code de l’eau).

La formation du personnel.

L’amélioration de taux de couverture en eau potable (intervention des ONG, des

collectivités décentralisées…).

La sensibilisation sur l’importance de l’accès à l’eau potable.

La mise à disposition des décideurs d’une statistique fiable.



La mise en place des moyens financiers et infrastructurels plus importants. [24]

L’origine de l’eau

Lors de sa formation, il y a environ 5 milliards d’années, la terre était entourée des gaz

à très haute température. Parmi lesquels, il y a l’oxygène et l’hydrogène. Ces deux gaz

se sont combinés pour former de l’eau sous forme des vapeurs. Il a ensuite plu

pendant des millénaires. L’eau à remplie les creux, les plis de l’écorce terrestre jusqu’à

recouvrir les trois quarts de sa surface. Depuis là, la quantité d’eau présente sur terre

est constante. [24]

Cycle de l’eau

L’eau circule dans l’atmosphère, en surface et dans le sous-sol. Dans l’atmosphère,

l’eau se présente sous forme de nuages (état gazeux), ce dernier se condense pour

donner l’eau de pluie (état liquide). Lorsque l’eau tombe à la surface de la terre, deux

voies sont possibles : d’une part, l’eau peut se déverser dans les lacs, les fleuves, les

rivières… et qui à leur tour peut s’évaporer pour former les nuages ; d’autre part, l’eau

pénètre la surface terrestre. Cette pénétration dépend à la fois de la précipitation et de

la structure du sol. Une partie qui atteint la surface de la terre migre dans les racines

des végétaux puis transpirer par les feuilles, une autre partie s’infiltre en profondeur

pour former la nappe souterraine. Dans les trois cas (atmosphère, surface, sous-sol)

les trois états (gaz, liquide, solide) de l’eau peuvent exister en fonction de la

température. L’ensemble de ces déplacements, quel que soit son état constitue le

cycle naturel de l’eau. [04], [01]



Figure 1 : Cycle de l’eau

[01] L’eau poursuit un périple perpétuel entre le ciel et la terre, en plusieurs étapes :

L’évaporation : sous l’effet de la chaleur du soleil, l’eau des océans et l’eau de

surface (lacs, rivières, flaques, …) se transforment en vapeur qui s’élève vers le ciel.

La condensation : lorsque la vapeur d’eau provenant de l’évaporation s’élève dans

les aires, elle refroidit et se transforme en nuage.

La précipitation : le nuage d’eau se déplace et grossit jusqu’au moment où les

gouttes qu’il contient deviennent trop lourdes. Alors, celles-ci retombent : on appelle

cela de la précipitation. Elles se présentent soit à l’état liquide (pluie) soit à l’état solide

(neige, grêles).

Le ruissellement : quand l’eau tombe du ciel, elle peut nourrir les arbres et les fleurs

ou ruisseler vers les ruisseaux qui deviennent rivières, fleuve, lacs, avant de retourner

dans la mer.

L’infiltration : l’eau de pluie peut aussi s’infiltrer dans le sol. Elle passe à travers la

terre pour arriver dans les nappes souterraines, appelées aussi nappe phréatique.

Cette eau peut trouver un chemin pour revenir à l’air libre par des fissures dans le sol

: ce sont les sources. L’eau de source rejoint les ruisseaux qui se jettent dans les

rivières, fleuves, lacs, avant de retourner dans la mer. [04], [01]



Pollution de l’eau

Après usage, l’eau, plus ou moins chargée en polluant, est rejetée dans le milieu

naturel.

Les usages industriels et domestiques créent une pollution majoritairement localisée

qui touche les eaux superficielles. Les rejets se font via des réseaux et peuvent ainsi

être préalablement traités.

L’agriculture, quant à elle, provoque une pollution diffuse qui affecte davantage les

eaux souterraines.

a) La pollution classique

Provenant essentiellement des rejets domestiques et industriels, mais aussi des

effluents d’élevage, cette pollution dite « classique » comprend l’apport en :

Matières En Suspension (MES), qui sont des fines particules, également présentes

naturellement dans les milieux aquatiques : il s’agit du plancton, des débris végétaux

ou minéraux. Elles réduisent la luminosité dans l’eau, ce qui perturbe la biologie des

cours d’eau,

L’azote et le phosphore qui sont des éléments indispensables au développement

végétal.

En quantité excessive, ces éléments entraînent une prolifération d’algues dans les

cours d’eau qui diminuent la luminosité et surtout consomme l’oxygène : c’est

l’eutrophisation.

Matière Organique qui est généralement biodégradable : les microorganismes

présents naturellement dans l’eau sont capables de dégrader cette pollution en

consommant de l’oxygène. Ainsi, un excès de matière organique peut être consommé

par les organismes, mais il appauvrit le milieu en oxygène.

b) La pollution à risque toxique

Cette pollution est due à des « micropolluants », c’est -à-dire des composés

organiques ou minéraux dont les effets sont toxiques à faible concentration. Ils

affectent aussi bien la faune, la flore que l’homme, à des niveaux de toxicité variable.

Ils sont particulièrement résistants à la dégradation chimique, biologique et à la lumière

et de ce fait, persistent dans l’environnement. Les métaux lourds (cadmium, chrome,

mercure, plomb, zinc, etc…) ou encore les Polluants Organiques Persistants (POP)

(certains phytosanitaires) entrent dans cette catégorie et sont particulièrement



dangereux ; en effet, ils s’accumulent dans les organismes vivants tout au long de la

chaîne alimentaire.

c) La pollution diffuse

L’origine de la pollution diffuse est essentiellement agricole. Afin d’optimiser les

rendements agricoles, les exploitants apportent des matières fertilisantes (nitrates).

Toutefois, l’amendement est souvent supérieur aux besoins des cultures, c’est alors

qu’une quantité non négligeable s’infiltre dans les sols et peut aller contaminer les

nappes souterraines.

Ces pratiques dégradent la qualité de ces dernières, souvent utilisées dans

l’alimentation en eau potable des populations, et sont également à l’origine du

phénomène d’eutrophisation expliqué précédemment.

Certains phytosanitaires, également épandus sur les champs, peuvent présenter un

caractère toxique, même en faible quantité.

L’activité industrielle est également source de pollution diffuse, due à des mauvaises

pratiques sur le site pouvant causer l’infiltration des substances polluantes dans le sol

(stockage hors rétention, fuite des cuves enterrées...). L’arrêt d’activité sur un site ne

signifie pas que ce dernier n’a plus d’impact sur l’environnement. Les anciens sites

industriels présentent souvent des pollutions de sols (retombées atmosphériques,

abandon de déchets...), qui peuvent affecter les eaux souterraines par lessivage et

infiltration : on parle alors de pollutions historiques.

d) Les nouveaux polluants

L’homme synthétise de plus en plus des nouvelles molécules chimiques : il s’agit

essentiellement des phytosanitaires et des médicaments.

Suite à leur utilisation, ces substances se retrouvent dans le milieu aquatique et

peuvent perturber les équilibres naturels. En effet, ces molécules peuvent avoir un rôle

des perturbateurs hormonaux ou être cancérigènes, mutagènes ou encore toxiques

pour la reproduction.

Ces produits font l’objet d’une surveillance particulière, car ils présentent un risque

pour l’environnement mais aussi pour la santé publique. De plus, les spécialistes ne

maîtrisent pas encore tout à fait le devenir de ces molécules dans le milieu naturel et

l’ensemble des effets sur les organismes vivants.



e) Les pesticides, une menace pour notre eau potable

Les pesticides sont utilisés à grande échelle dans l’agriculture et l’horticulture. Ceux-

ci sont également utilisés dans les zones urbaines pour éliminer les mauvaises herbes

dans les endroits publics. La pollution finale des eaux de rivière est très variable. Au fil

des années, des produits apparaissent sur le marché. De plus, l’utilisation par culture

et par année varie en fonction de l’importance du problème à combattre. Suivant la

composition du produit, l’absorption de celui-ci dans le sol peut être plus ou moins

importante ; de ce fait, il est lessivé plus ou moins vite vers les eaux de surface. La

plupart des pesticides nuisibles sont remplacés autant que possible par des produits

moins toxiques ou nécessitant une plus faible quantité des substances actives par

hectare. D’autres méthodes, comme la lutte mécanique contre les mauvaises herbes,

sont de plus en plus souvent appliquées.

La situation évolue donc de manière positive. Néanmoins, les pesticides restent un

problème pour la production d’eau potable à partir des eaux de surface. [01]

Utilisation de l’eau

Les usages sont classés en quatre catégories :

Les usages domestiques comprennent l’alimentation en eau potable, l’usage

sanitaire, le lavage de voitures, l’arrosage, etc.

L’agriculture utilise l’eau pour l’irrigation des cultures et l’élevage de bétail,

L’industrie, où l’eau est une matière première indispensable. Les principales

industries consommatrices d’eau sont les industries du verre et de la chimie, puis dans

une moindre mesure, les industries du papier et de l’agroalimentaire.

Les chiffres suivants sont des valeurs à titre indicatif de consommation d’eau :

2 à 3 litres pour 1kg de sucre,

6 litres pour 1 litre de bière,

200 litres pour 1 kg de papier. [01]

L’industrie a su tirer profit des multiples propriétés de l’eau : elle est utilisée pour le

transport fluvial des marchandises et elle peut jouer le rôle de solvant ou de fluide

thermique.

La production d’électricité : cette eau sert essentiellement à refroidir les centrales

nucléaires ou thermiques et la plus grande partie est rejetée au milieu naturel.



III Propriétés de l’eau

Le tableau suivant donne la simple identification de l’eau :

Nom IUPAC Eau

Synonyme Monoxyde de dihydrogène

Apparence Liquide incolore, inodore et insipide

Tableau 1 : Identification de l’eau

[01]

Propriétés physiques de l’eau

a) Masse volumique

Par tassement de l’édifice moléculaire, la masse volumique de l’eau varie avec la

température et la pression. Pour l’eau pure à 0°C, la masse volumique est de 0.99

kg/dm3 alors qu’à 100°C elle diminue de 0.95 kg/dm3 ; mais en générale on prend

1kg/dm3 à la température ambiante considérée 25°C.

La qualification de l’eau comme fluide élastique s’explique que son volume décroît

d’environ 0.048% chaque fois que la pression augmente de 1atm.

b) Propriétés thermiques

L’importance de la chaleur massique et des chaleurs latentes de changement de

phase fait que la grande étendue d’eau à la surface de la terre constitue de véritable

volant thermique.

Ces propriétés spécifiques justifient son utilisation comme fluide caloporteur.

c) Viscosité

C’est la propriété d’un liquide d’opposer au mouvement soit interne, soit à l'écoulement

ou à la décantation.

d) Conductivité électrique

Elle exprime le pouvoir conducteur de l’eau. Elle augmente quand les sels sont dissous

dans l’eau et elle varie avec la température.

e) Propriété optique

La transparence de l’eau varie avec la longueur d’onde de la lumière qui la traverse.

Cette transparence est souvent utilisée pour apprécier certaines formes de pollution et

évaluer l’efficacité du traitement d’épuration.



f) Turbidité

C’est un paramètre physique qui est en relation directe avec la mesure des matières

en suspension. Elle donne une première appréciation sur la teneur en matière

colloïdale d’origine minérale ou organique. A cet effet, elle est un critère d’efficacité du

traitement physique. [01], [18]

La valeur de turbidité donne approximativement l’apparence extérieure de l’eau

comme illustrer le tableau qui suive :

Turbidité en NTU Apparence de l’eau

T<5 Eau claire

5<T<30 Eau légèrement trouble

T>50 Eau trouble

Tableau 2 : Classes de turbidités usuelles

[01]

g) Autres grandeurs physiques

Propriétés physiques

Point de fusion 0°C

T° ébullition 100°C

Vitesse de son 1497 m/s à 25°C

Tableau 3 : Grandeur physique de l’eau

[18]

Propriétés chimiques

a) L’eau comme solvant

Dissoudre un corps, c’est détruire sa cohésion, laquelle est due à des forces

électrostatiques ou colombiennes. L’attraction hydratante de l’eau (molécule bipolaire)

revient à détruire complètement ou partiellement les divers liens électrostatiques entre

les atomes et les molécules du corps à dissoudre pour les remplacer par de nombreux

liens avec ses molécules propres et à forger des nouvelles structures.

b) Structure moléculaire

A l’état vapeur l’eau se trouve sous forme de monomère tandis qu’à l’état solide les

molécules d’eau sont liées entre elles par des liaisons hydrogènes. On assiste ainsi à

la formation d’un état cristallin dans laquelle une molécule d’eau est entourée de quatre



molécules sous formes des polymères. On sait qu’à -185°C, il y a 100% de liaison

hydrogène.

A 0°C, il n’y a que 50% de liaison hydrogène et à 100°C, cette liaison hydrogène se

trouve en quantité très réduite.

c) Les sels minéraux

Obtenu par solubilisation des roches constitutives d’un milieu donné, ils se présentent

sous forme d’ion. Les sels minéraux sont connus comme responsable du goût de l’eau.

L’eau de mer qui est caractérisée par un goût salé est due à la dissolution de 𝑁𝑎+ et

𝐶𝑙−.

L’ion bicarbonate 𝐻𝐶𝑂3− est le plus important, l’ion carbonate 𝐶𝑂3

− à une concentration

élevée insoluble. C’est ce qui se passe lorsqu’on chauffe l’eau riche en 𝐻𝐶𝑂3−.

La présence des ions 𝑁𝐻2−, 𝑁𝑂2

−, 𝑁𝑂3− indique la contamination par des matières

azotées. La contamination est due à la présence des matières fécales lorsque sa

teneur est élevée. Les cations dans l’eau sont représentés généralement par les

alcalino-terreux, les plus connus sont le 𝐶𝑎2+ joue le rôle de premier plan dans la

dynamique des substances nutritives. Les métaux de la série de Fer se représentent

en quantité minime (oligo-élément). Ils contribuent beaucoup dans la croissance des

organismes. On peut citer par ordre d’importance les cations de l’eau : 𝐶𝑎2+,

𝑀𝑔2+, 𝐾+, 𝐹𝑒2+ 𝑒𝑡 𝐻+.

d) Les gaz dissouts

L’oxygène se présente en premier lieu. Parmi les gaz de l’eau au contact de l’air, c’est

l’oxygène qui sera le plus soluble à l’interface eau et air. Cette situation est quelque

fois exploitée lors de l’épuration biologique de l’eau par les bactéries aérobies. Puis,

vient le gaz carbonique 𝐶𝑂2 qui joue aussi un rôle important dans l’eau car sa présence

donne le goût agréable à l’eau. Il peut se rencontrer sous plusieurs formes :

𝐶𝑂2, 𝐻𝐶𝑂3− 𝑒𝑡 𝐶𝑂3

2−.

e) Le pH

Le pH représente l’acidité ou la basicité de l’eau. Sa valeur est en fonction de la

caractéristique du lit contenant l’eau ou la nappe phréatique.

Classification des eaux d'après leur pH :



pH < 5 Acide fort : présence des acides minéraux ou organiques dans les eaux

naturelles

pH = 7 pH neutre

7 < pH < 8 Neutralité approchée : majorité des eaux de surface

5,5 < pH <

8

Majorité des eaux souterraines

pH = 8 Alcalinité forte

Tableau 4 : Classification des eaux d’après leur pH

[01]

f) Température

La température de l’eau joue un rôle important par exemple en ce qui concerne la

solubilité des sels et des gaz dont, entre autres, l’oxygène nécessaire à l’équilibre de

la vie aquatique. Par ailleurs, la température accroît les vitesses des réactions

chimiques et biochimiques d’un facteur 2 à 3 pour une augmentation de température

de 10 degrés Celsius (°C). L’activité métabolique des organismes aquatiques est donc

également accélérée lorsque la température de l’eau s’accroît.

La valeur de ce paramètre est influencée par la température ambiante mais également

par l’éventuel rejet des eaux résiduaires chaudes. Des changements brusques de

température de plus de 3°C s’avèrent souvent néfastes.

Une eau fraîche est généralement plus agréable au goût qu'une eau tiède. C'est un

paramètre important car il agit sur la nature physique, chimique et microbiologique de

l'eau. Il influe donc sur tous les aspects du traitement et de la production de l'eau

potable. La température idéale est comprise entre 6° et 12°C.

g) Le titre hydrotimétrique

Elle représente la teneur globale des cations majeurs de l’eau dont 𝐶𝑎2+𝑒𝑡 𝑀𝑔2+. On

l’appelle aussi par le terme : « dureté ». Sa présence en quantité élevée dans l’eau

entraîne dans la pratique une difficulté pour la cuisson des légumes. [01], [18]

Propriétés biologiques

Les eaux sont le siège d’une foule importante des contaminations atmosphériques.



a) Les matières en suspension

Ce sont des matières insolubles de différentes natures : sable, argile, débris des

roches et des végétaux. Elles peuvent être décantées ou non et peuvent être retenues

par filtration. La valeur de la MES est un indicateur de pollution et est en particulier

responsable de la turbidité et de la couleur.

b) Les matières colloïdales

Ce sont des MES mais de plus petite taille, dont la décantation est excessivement

lente, de taille de moins de 1 micromètre.

c) Les matières organiques

Ce sont des matières en suspension colloïdales ou dissoutes provenant de la

décomposition des matières vivantes qu’elles soient d’origine animale ou végétale ou

des déchets industriels ou domestiques.

Les impuretés organiques présentes dans l’eau peuvent être classées en six groupes

: les substances humiques, acide carboxylique, peptides et acides aminés, hydrates

de carbone et les hydrocarbures.

L’inconvénient des matières organiques est de favoriser l’apparition de mauvais goût.

En servant de substrat pour les micro-organismes de l’eau, les produits de réaction

des désinfectants sur les matières organiques peuvent donner naissance à des

produits indésirables ou des produits biodégradables susceptibles de contribuer à la

reviviscence des micro-organismes.

D’une façon générale, une teneur élevée en matières organique (supérieur à 2 mg/L)

doit toujours suspecter une contamination microbienne. Toutefois, les eaux des

régions tourbeuses et chargées d’humus présentent une concentration assez élevée

en matières organique tout en étant inoffensives. Par contre, des eaux n’enfermant

que des faibles traces de matière organique peuvent être dangereuses par des

éléments microbiens qu’elles renferment.

d) Les matières dissoutes

Ce sont des cations et anions dont le diamètre est de moins des quelques nanomètres.

Une partie des matières organiques se retrouve dans l’eau sous cette forme. On y

trouve également des gaz 𝑂2, 𝐶𝑂2, …



e) Les bactéries de l’eau

La science médicale et biologique a reconnu le rôle joué par l’eau dans l’apparition et

la transmission des maladies. Hormis les microbes banaux de l’eau, ceux qui sont

qualifiés des pathogènes sont les vecteurs incontournables de ces maladies.

Les bactéries pathogènes ne constituent qu’une fine minorité de la flore microbienne

de l’eau.

Parmi les bactéries de l’eau, on recense les bactéries du cycle de l’azote, soufre, les

bactéries du cycle du carbone et celui du fer dont certains peuvent sporuler.

La variation de la population bactérienne dépend largement du contexte

météorologique. On sait qu’en début de la saison pluvieuse, les pollutions de l’eau sont

plus importantes. [24], [01], [06]

Propriétés sensorielles

Ce sont un ensemble des caractéristiques perçues directement par les

consommateurs lors de la dégustation d’un produit alimentaire. Elles sont inévitables

car ce sont ces paramètres qui conditionnent en premier lieu l’acceptation ou le rejet

par les consommateurs.

a) La couleur

L’eau pure en absorbant les radiations de grande longueur d’onde est bleue. Mais,

l’eau naturelle est bleue, soit verte, soit brune. Elle est bleue quand elle diffuse la

lumière grâce aux particules colloïdales qu’elle tient en suspension, elle est verte

quand elle est relativement riche en phytoplanctons chlorophylliens. Enfin, elle peut

être brune quand des substances plus ou moins minérales sont dissoutes dans l’eau

telle que des acides humiques, des sels de fer.

b) L’odeur

L’odeur de l’eau reflète généralement le milieu où elle a été prélevée. D’habitude, l’eau

souterraine est exempte d’odeur alors que les eaux de surface et usées peuvent

présenter des odeurs désagréables comme l’odeur de pourritures ou odeur

d’hydrocarbure.

c) La saveur

La saveur est aussi variable suivant l’origine de l’eau. Elle peut être expliquée par la

dissolution des substances à goût caractéristique se trouvant à l’état colloïdal ou

dissout dans l’eau. Ainsi, l’eau de mer a un goût salé. [24], [01], [06]



Norme de potabilité Malagasy

Selon le décret n° 2004-635 du 15/ 06/04, l’Etat Malagasy prononce la norme de

potabilité visant à appliquer dans toutes les domaines de clarification de l’eau.

Les tableaux suivants montrent les valeurs exigées :

PARAMETRES ORGANOLEPTIQUES Norme

Odeur Absence

Couleur Incolore

Saveur désagréable Absence

PARAMETRES

PHYSIQUES

UNITE NORME

TEMPERATURE °C <25

TURBIDITE NTU <5

CONDUCTIVITE µS/cm <3000

pH Unité 6,5 - 9,0

PARAMETRES

CHIMIQUES

Unité Norme

Minima Maxima

Admissible

ELEMENTS NORMAUX :

CALCIUM mg/L 200

MAGNESIUM mg/L 50

CHLORURE mg/L 250

SULFATE mg/L 250

OXYGENE

DISSOUTS % de

saturation

% 75

DURETE TH mg/L en CaCO3 50



ELEMENTS INDESIRABLES :

MATIERES

ORGANIQUES

mg/L 2 (milieu Alcalin)

5 (milieu Acide)

AMMONIUM mg/L 0,5

NITRITE mg/L 0,1

AZOTE TOTAL mg/L 2

MANGANESE mg/L 0,05

FER TOTAL mg/L 0,5

PHOSPHORE mg/L 5

ZINC mg/L 5

ARGENT mg/L 0,01

CUIVRE mg/L 1

ALUMINIUM mg/L 0,2

NITRATE mg/L 50

FLUORE mg/L 1,5

BARYUM mg/L 1

ELEMENTS TOXIQUES :

ARSENIC mg/L 0,05

CHROME TOTAL mg/L 0,05

CYANURE mg/L 0,05

PLOMB mg/L 0,05

NICKEL mg/L 0,05

POLYCHLORO-

BIPHENYL PCB

mg/L 0

CADMIUM mg/L 0,005

MERCURE mg/L 0,001

GERMES PATHOGENES ET INDICATEURS DE POLLUTIONS FECALES :



COLIFORMES TOTAUX 0 / 100mL

STREPTOCOQUES FECAUX 0 / 100mL

COLIFORMES THERMO-TOLERANTS

(E.COLI)

0 / 100mL

CLOSTRIDIUM SULFITO-REDUCTEUR <2 / 20mL

Tableau 5 : Norme de potabilité Malagasy, source : JIRAMA



Chapitre II TRAITEMENT DES EAUX

I Introduction

La situation critique dans laquelle se trouve certaines régions permet que les

problèmes de l’eau sont l’un le plus important qui se pose actuellement dans le monde,

les ressources en eau comprennent principalement les eaux de surface (lacs, rivières,

barrages, …), les eaux de source, les eaux souterraines (puits), les eaux de

dessalement de l’eau de mer et les eaux de pluie.

L’eau nécessite souvent un traitement avant d’être utilisée. Pour être potable, l’eau

doit subir divers traitements afin de respecter les normes requises pour la santé des

consommateurs : c’est le traitement de l’eau.

L’eau destinée à une industrie nécessite également un traitement afin de préserver

l’installation contre les détériorations éventuelles comme la corrosion et l’incrustation

et on nomme ce dernier le traitement des eaux industriels.

Avant d’être rejetée, l’eau qui a été utilisé devrait aussi subir un traitement individuel

ou collectif pour protéger les milieux naturels d’une pollution qui peut être redoutable

si l’eau provient du circuit industriel d’où le traitement des eaux usées.

La rivière est le milieu courant pour rejeter les eaux usées et ce milieu possède un

pouvoir de biodégradation naturel. Cependant, si la pollution est très importante, un

traitement des eaux usées est indispensable, on parle de traitement des eaux

résiduaires.

Que ce soit en amont ou en aval de leur utilisation, il faudrait toujours penser au

traitement des eaux.

II But du traitement

Les eaux naturelles ne peuvent pas être directement utilisées pour la consommation

humaine.

Des traitements sont nécessaires. L’objectif est de rendre l’eau potable :

pas de germes pathogènes et d’organismes parasites,

conformité des caractères organoleptique (turbidité, couler, saveur) à la

consommation,

respect des teneurs limites surtout pour les substances toxiques et

indiscernables.



fournir un produit qui satisfait à un ensemble de normes de qualité à un prix

raisonnable pour le consommateur

Le contrôle de la qualité de l’eau doit être fait régulièrement pour respecter ces normes.

L'efficacité du traitement adopté dépendra de la façon dont sera conduite l'exploitation

de l'usine de traitement. Pour atteindre l'objectif souhaité, l'exploitant devra d'une part

respecter certains principes élémentaires pour assurer le contrôle du processus de

traitement et le contrôle de l'eau traitée, et d'autre part disposer d'un certain nombre

de moyens technique et humains. [01], [11], [17]

III Filière classique de traitement physicochimique de l’eau

Le schéma classique d’une station de potabilisation d’une eau de surface est

généralement constitué des phases suivantes :

Prétraitement

Traitement de clarification

Décantation et filtration

Traitement de désinfection

Affinage. [01], [11], [17]

Prétraitement : Captage et tamisage

Les eaux brutes doivent généralement subir, avant leur traitement proprement dit, un

prétraitement comportant un certain nombre d’opérations physiques ou mécaniques.

Il est destiné à extraire de l’eau brute la plus grande quantité possible d’éléments, dont

la nature où la dimension constituerait un gène pour les traitements ultérieurs.

Les opérations de prétraitement peuvent comporter un dégrillage, un dessablage ou

un tamisage, un débourbage, un déshuilage.

Selon la qualité de l’eau brute, une station de traitement peut comporter une ou

plusieurs de ces opérations. [11], [28]

Clarification par coagulation et floculation

a) Buts

La coagulation et la floculation sont au cœur du traitement de l'eau potable. Il s'agit ici

du traitement secondaire sur une eau brute après le dégrillage et le dessablage.



Premièrement, nous ajoutons un coagulant, un produit qui aura pour effet de

neutraliser la charge des particules colloïdales (responsables entre autres de la

couleur et turbidité) de façon à ce qu'elles ne se repoussent plus les uns des autres.

Le coagulant est ajouté juste avant ou dans un bassin à mélange rapide pour un effet

plus rapide. Une fois cette étape accomplie, nous injectons un floculant ou aide-

coagulant qui aura pour effet d'agglutiner toutes les particules devenues neutres, c'est-

à-dire les rassembler pour qu'elles forment des flocons assez gros pour sédimenter

(couler au fond) par eux-mêmes. Cette étape a lieu dans un bassin à mélange plus

lent de manière à ne pas briser les flocons une fois formés mais pour tout de même

avoir un effet de diffusion.

L’objectif est de clarifier l’eau en s’attaquant aux colloïdes contenus dans l’eau.

Pour éliminer ces particules, on a recours aux procédés de coagulation et de

floculation. Ils s’agglutinent pour former un floc qu’on pourra facilement séparer par

décantation.

La clarification se fait en deux étapes :

b) Coagulation

C’est un procédé qui consiste à introduire dans l’eau un produit capable :

de décharger les colloïdes généralement électronégatifs présents dans l’eau,

de donner naissance à un précipité.

La coagulation a donc pour but principal de déstabiliser les particules en suspension.

Mécanisme de la coagulation-floculation

On peut considérer qu’il existe quatre grands mécanismes qui agissent

individuellement ou ensemble dans la coagulation floculation :

Réduction de l’épaisseur de la couche ionique : transportée par les particules,

par augmentation de la force ionique de la solution.

Neutralisation des charges ioniques : par ajout d’un réactif chimique contenant

des contres ions des colloïdes.

Pontage entre les particules : par utilisation des polymères de haut poids

moléculaire.

Piégeage des particules : par formation des polymères d’hydroxydes minéraux

volumineux.



Figure 2: Coagulation-floculation

[11]

Les différents types de coagulant

Les coagulants peuvent être à base de produits chimiques ou produits naturels comme

les plantes.

Les principaux coagulants à base de produits chimiques :

Sulfate d’aluminium (forme liquide ou solide) :

𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 + 3𝐶𝑎(𝐻𝐶𝑂3)2 → 3𝐶𝑎𝑆𝑂4 + 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 + 6𝐶𝑂2

Dose : en clarification 10 à 150 g/m3 suivant la qualité de l’eau brute.

Chlorure d’aluminium (forme liquide) :

Il est en emploi exceptionnel :

2𝐴𝑙𝐶𝑙3 + 3𝐶𝑎(𝐻𝐶𝑂3)2 → 3𝐶𝑎𝐶𝑙2 + 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 + 6𝐶𝑂2

Sulfate d’aluminium + chaux :

𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 + 3𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 3𝐶𝑎𝑆𝑂4 + 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3

Dose: en clarification, en chaux 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 ; il faut le tiers au maximum de la dose de

sulfate d’aluminium 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3, 18𝐻2𝑂

Sulfate d’aluminium + soude caustique :

𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 + 6𝑁𝑎𝑂𝐻 → 3𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3

Dose : en clarification ; il faut, en soude caustique de 𝑁𝑎𝑂𝐻 36% de dose de sulfate

d’aluminium 𝐴𝑙(𝑆𝑂4)3, 18𝐻2𝑂

Aluminate de sodium : 𝑁𝑎𝐴𝑙𝑂2

Chlorure ferrique : 𝐹𝑒𝐶𝑙3, 6𝐻2𝑂

Sulfate ferrique : 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3, 9𝐻2𝑂



Sulfate ferreux : FeSO4, 7H2O

Notons bien que l’efficacité de ces coagulants est directement liée à la valence des

cations utilisés.

Coagulant naturel

Il existe 2 catégories : coagulant naturel végétal et coagulant naturel minéral.

Coagulant minéraux :

Argiles, alun, arsénique de sulfite, gypse

Coagulant végétaux :

Amidon de pomme de terre, graine de Moringa.

c) Floculation

La floculation a pour but de favoriser, à l’aide de mélange lent, les contacts entre les

particules déstabiliser. Ces particules s’agglutinent pour former un floc qu’on pourra

facilement éliminer par décantation.

Le produit coagulant et la dose à employer sont de la nature de l’eau à traiter, et ce

n’est qu’après essais « le jar-test », qu’ils peuvent être déterminés avec précision.

Dans la plupart de cas, on utilise le sulfate d’alumine.

Le phénomène de coagulation par le Sulfate d’Alumine

Le Sulfate d’Alumine commercial 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3, 18𝐻2𝑂 contient environ 17% à 18%

d’𝐴𝑙2𝑂3. L’𝐴𝑙2𝑂3 représente l’élément actif de ce coagulant. C’est un produit soluble

jusqu'à 600 g/l et s’utilise aussi bien pour la clarification des eaux de surface (dose :

10 mg/L à 150 mg/L) que pour les eaux résiduaires (dose : 50 mg/L à 300 mg/L).

Hydrolyse du Sulfate d’Alumine :

L’addition d’eau pour obtenir la solution aqueuse du produit permet l’ionisation et

l’hydrolyse. Le Sulfate d’aluminium pour être efficace vis-à-vis des colloïdes doit être

transformé en hydroxyde d’aluminium 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3. C’est le pH du système qui favorise la

formation d’hydroxyde d’aluminium.

Précipitation des colloïdes par l’hydroxyde de l’aluminium.

C’est une réaction chimique par attraction de charges électrostatiques entre les

impuretés à l’état colloïdal et l’hydroxyde d’alumine.

Par la suite de ses réactions, il peut y avoir une modification du pH de l’eau à traiter.

Par ailleurs, le pH est un paramètre important pour l’élimination des colloïdes. Le

respect du pH optimal est alors un paramètre qu’on devra toujours rechercher pour

une bonne clarification.



Pour le sulfate d’alumine ce pH est de 5.8 à 7.4. Dans certaines conditions où l’on

n’arrive pas à atteindre ce pH optimal, on ajoute de la chaux pour compenser cet effet

d’acidification. La chaux améliore aussi l’activation du sulfate d’aluminium. [13], [24],

[11], [18], [27]

Décantation

a) But

La décantation a pour but de permettre le dépôt des particules dans l’eau, soit que ces

particules existent dans l’eau brute, soit qu’elles résultent de la coagulation-floculation.

La décantation suit la loi de Stockes qui régit la chute des particules sphériques.

Lors de la décantation, les flocs formés et le MES se déposent au fond du décanteur

et forment « les boues d’épuration » d’où elles doivent-être retirées périodiquement

par purge ou vidange.

Cette étape suit la coagulation et la floculation et précède la filtration. Une fois le

floculant ou aide-coagulant injecté et mélangé à l'eau, cette dernière est dirigée vers

les bassins de sédimentation aussi appelés décanteurs. L'eau sera ensuite acheminée

vers les filtres qui enlèveront les plus petites particules qui n'auront pas sédimenté ou

décanté lors de l'étape précédente.

b) Principe de la décantation

Une particule discrète de volume et densité constants en chute libre dans le vide tombe

avec une accélération g = 9,81 m/s2. Quand cette chute a lieu au sein d’un fluide, il

faut tenir compte de la poussée d’Archimède et d’une force de résistance au

mouvement de la particule appelée force de traînée qui dépend essentiellement de la

viscosité du fluide et de la vitesse de la particule.

Lorsqu’une particule chute dans l’eau, sa vitesse augmente jusqu'à ce que les forces

d’accélération (poids) équilibrent les forces de frottement. Cette situation correspond

au point d’équilibre : la somme des forces autour de la particule :

∑ �⃗�𝑒𝑥𝑡 = 0⃗⃗



Figure 3: Principe de décantation

Avec :

𝑃 ⃗⃗⃗⃗ : 𝑝𝑜𝑖𝑑𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑒, 𝑃 = 𝑚𝑝 ∗ 𝑔 = 𝜌𝑝 ∗ 𝑉𝑝 ∗ 𝑔

𝐹𝑎 ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗: 𝑝𝑜𝑢𝑠𝑠é𝑒 𝑑’𝐴𝑟𝑐ℎ𝑖𝑚è𝑑𝑒, 𝐹𝑎 = 𝜌𝑙 ∗ 𝑉𝑝 ∗ 𝑔

𝐹𝑡⃗⃗⃗⃗ ∶ 𝑓𝑜𝑟𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎î𝑛é𝑒, 𝐹𝑡 = 𝐶𝑡 ∗ 𝐴 ∗ 𝜌𝑙 ∗

𝑣𝑝2

2

Où

-𝑉𝑝 : volume de la particule,

- 𝜌𝑝 : masse volumique de la particule,

- 𝜌𝑙 : masse volumique du liquide,

- 𝐴 : aire de la section de la particule (surface de sa projection sur un plan orthogonal

à l’écoulement),

- 𝐶𝑡 : coefficient de traînée,

- 𝑣𝑝2 : vitesse de chute de la particule au carré,

- 𝑔 : accélération de la pesanteur.

D’où

𝑣𝑝2 = 2 ∗ 𝑉𝑝 ∗ 𝑔 ∗

(𝜌𝑝 − 𝜌𝑙)

𝐶𝑡 ∗ 𝐴 ∗ 𝜌𝑙

[09], [18], [20], [14]

Filtration

C’est un procédé de séparation qui utilise le passage d’un mélange liquide-solide à

travers une membrane poreux (filtre).

𝑭𝒕⃗⃗⃗⃗⃗

𝑭𝒂⃗⃗ ⃗⃗ ⃗

�⃗⃗⃗�a



Les paramètres de bonne filtration sont :

La turbidité de l’eau décantée.

Le lavage périodique du filtre : l’efficacité d’un filtre se détériore au fur et à

mesure de son utilisation.

L’opération de lavage sert alors à éliminer les particules qui bouchent les pores des

matériaux de façon à ce que ces particules ne rejoignent le filtrat. La filtration lente est

caractérisée par la faible vitesse de filtration (1m3/h à 2m3 /h). Cette faible vitesse de

filtration apporte un léger effet biologique sur l’eau à clarifier. Toutefois, l’effet n’est pas

perceptible que si l’eau est peu chargée en MES et que l’on respecte la vitesse de

filtration.

La granulométrie des matériaux filtrants : chaque type de matériaux de

granulométrie donnée ne retient que les particules dont le diamètre est

supérieur aux espaces inter granulaires du filtre.

a) Buts de la filtration

Le but de la filtration est de séparer les constituants d’un mélange par passage à

travers un milieu filtrant.

Le but de l’opération varie suivant les cas, où on cherche à récupérer :

soit la phase continue débarrassée au maximum de la phase dispersée

(filtration de l’air ou de l’eau, d’une huile motrice, d’un liquide alimentaire, etc.);

soit la phase dispersée (récupération d’un précipité cristallin, de poussières de

métal précieux dans des fumées, etc.);

soit l’une et l’autre phase si leur intérêt économique le justifie.

On récupère après filtration soit le solide (après une cristallisation), soit le liquide

(récupération des eaux usées avant traitement et après sédimentation), soit le liquide

et le solide (opération de recristallisation).

b) Principe

L'eau est passée à travers un filtre qui intercepte les petites particules. La filtration peut

être accomplie comme traitement tertiaire d'une eau brute, comme traitement

secondaire d'une eau usée ou comme unique traitement si on parle d'une filtration

transmembranaire. Les filtres les plus communs sont les filtres au sable et à

l'anthracite. Les filtres s'assurent que l'eau qui en sort respecte les normes en vigueur

(ou mieux) en ce qui concerne la turbidité (la couleur ayant été enlevée par l'étape

zim://A/A/html/F/i/l/t/Filtre_%28physique%29.html



précédente). Les virus et les bactéries peuvent toutefois passer à travers des filtres

c'est pourquoi l'étape finale de désinfection est obligatoire. [24], [28]

Désinfection ou stérilisation

Cette opération a pour but de faire disparaitre les microbes pathogènes et les virus

contenus dans l’eau susceptibles d’être absorbés par l’homme. Le chlore et ses

dérivés sont les plus utilisés comme désinfectants.

La désinfection est un traitement visant à assurer l’innocuité de l’eau vis-à-vis des

micro-organismes pathogènes.

L’eau contient de nombreux microorganismes tels que : bactéries, amibes,

paramécies, et algues. Néanmoins, on constate que ce sont les bactéries qui sont le

principal problème pour tout système de purification d’eau. Les désinfectants ont été

conçus pour atteindre un seuil minimal d’agent désinfectant par millilitre afin d’assurer

que les microorganismes n’ont plus la possibilité de se développer.

Les objectifs de cette étape du traitement sont :

D’éliminer les bactéries présentes dans l’eau à désinfecter,

D’éviter la contamination bactérienne du système,

D’inhiber la croissance bactérienne.

a) Les procédés physiques

Les traitements physiques les plus utilisés sont le traitement thermique, l’irradiation et

la filtration.

Le traitement thermique consiste à faire bouillir l’eau avant son utilisation. C’est un

procédé facile mais exige une dépense d’énergie importante et de temps.

L’irradiation a un pouvoir de pénétration dans l’eau faible, l’efficacité dépend de la

qualité physique de l’eau notamment sa turbidité. L’eau à stériliser doit circuler en

couche mince et le rayon d’une longueur d’onde de 250nm peut être émis d’une lampe

à quartz.

b) Les procédés chimiques

La stérilisation au chlore est la plus utilisée car c’est un procédé économique. En effet,

le chlore se combine aux produits azotés d’autant plus que le pH est alcalin et la

quantité de chlore à utiliser dépend donc de la teneur en matière organique de l’eau à

traiter.



La stérilisation totale exige un temps de réaction suffisamment long de 15 à 30 mn. Ce

temps varie suivant le pH, la température et le produit utilisé. L’hypochlorite de calcium

à 72% de matière active est le plus utilisé dans les grandes installations comme la

JIRAMA. [01], [17]

IV Traitement d’affinage de l’eau

Pour le perfectionnement de la qualité de l’eau traitée, on procède à l’affinage visant à

éliminer les micropolluants qui existent déjà dans l’eau ou qui se sont formés au cours

du traitement (cas des halométhanes) et qui n’ont pas été totalement abattus par la

coagulation-floculation.

Affinage par charbon actif

Enfin, il est toujours préférable en étape finale de purifier l’eau et d’affiner son

traitement pour la rendre parfaitement potable et agréable à consommer. Ce traitement

ultime se réalise classiquement par filtration sur un charbon actif. [08]



Chapitre III GENERALITES SUR LE MORINGA OLEIFERA

I Présentation de la plante

Historique et origine

Le Moringa oleifera semble être originaire des régions d’Agra et de Oudh, au Nord-Est

de l’Inde, au sud de la chaîne de montagne de l’Himalaya. Moringa oleifera est

mentionné dans le « Shushruta Sanhita (Ancien texte de médecine traditionnelle

indienne) », écrit au début du premier siècle avant J-C, sous le nom de « Shigon ».

Mais il semble que la culture de cet arbre en Inde ait en fait été établie il y a plusieurs

milliers d’années. Les Indiens savaient que les graines, qu’ils utilisaient en médecine,

contenaient de l’huile comestible. Il semblerait également que la plupart des gens

connaissaient sa valeur en tant que fourrage ou comme légume.

La plante est aujourd’hui cultivée à travers le Moyen-Orient, ainsi que tout le long de

la ceinture tropicale. Elle a été introduite en Afrique de l’Est au début du 20ème siècle.

Le genre Moringa comporte 13 espèces, dont 8 sont endémiques de la Corne de

l’Afrique et 2 de Madagascar. L’aire de distribution s’étend des chaînes

subhimalayennes de l’Inde, à Madagascar, le Nord-Est et le Sud-Ouest de l’Afrique et

l’Arabie.

Le Moringa oleifera est originaire d’Asie tropicale, mais a été introduit dans toutes les

régions tropicales ; il s’est naturalisé dans de nombreux pays africains, dont

Madagascar.

Cet arbre a des multiples utilisations. Chaque partie (feuilles, fruits, tige, racines…) de

Moringa oleifera a des propriétés plus ou moins voisines.

Toutes les parties ont des applications intéressantes soit en médecine traditionnelle

soit en chimie de l’eau. [04], [12], [16]

II Systématique et caractéristique

Monographie de Moringa oleifera

a) Taxonomie de la plante

La classification de l’espèce Moringa est la suivante :

Embranchement : Spermaphytes

Sous-embranchement : Angiosperme

Classe : Tricotylédons



Sous-classe : Dillenidae

Ordre : Capparidales

Famille : Moringaceae

Genre : Moringa

Espèce : Moringa oleifera Lamarck synonyme Moringa ptérygosperma

Dénominations : Moringa, drumstick, nébédaye, néverdier, argentinga, arbre

de la vie…etc

Nom vernaculaire : Ananambo

Figure 4 : Moringa oleifera

[03] La famille Moringacée est monogénérique, c'est-à-dire ne possédant qu’un seul genre

: le Moringa. Elle regroupe généralement des espèces avec des arbres de petites

tailles, à tronc renflé ou arbustes à rameaux renflés vers la base, à écorce résineuse

et à bois tendre. Les feuilles sont pétiolées et tombent très facilement. Les fleurs sont

nombreuses, de couleur blanche crème à jaunâtres, bisexuées, actinomorphes ou

zygomorphes.

b) Croissance

Le Moringa se développe et pousse dans des sols dont le pH varie entre 4,5 et 8. La

meilleure croissance est observée dans des sols sablonneux et secs. Cette

caractéristique est particulièrement importante. Les feuilles de Moringa sont présentes



durant la période sèche, alors que la plupart des autres espèces végétales en perdent

durant cette période.

La propagation de Moringa s’effectue par semis ou par bouturage. Sa croissance est

extrêmement rapide. Dans de bonne condition, on observe une croissance de 4 mètres

par an, avec la première floraison dès la première ou la deuxième année.

c) Floraison et fructification

Les jeunes arbres issus des graines commencent à fleurir au bout de 2 ans. Sur les

arbres issus des boutures, on peut espérer récolter les premiers fruits 6 à 12 mois

après la plantation. La floraison précède souvent la formation des nouvelles feuilles,

ou coïncide avec elle.

Au Nigeria, la floraison a lieu toute l’année. Le nombre des fruits croît en fonction des

branches de ramification ; dans un environnement favorable, un arbre individuel

rapporte jusqu’à 50 à 70 kilogrammes de fruits par an.

d) Maturation

La formation des siliques représente un tournant dans la physiologie de la plante : il

apparaît une sénescence généralisée des feuilles ; d’autres organes participent alors

à la photosynthèse (tige, fruits).

La maturation se traduit par un dessèchement provoqué par une saison chaude et

sèche durant laquelle le mode de remplissage des graines en réserves varie suivant

le nombre de jours d’éclairement par mois. La durée de maturation varie selon les

régions climatiques : 1 mois dans les régions arides et 2 mois dans les régions

humides à saison sèche pluvieuse comme celle de Tamatave.

e) Récolte

Dans les exploitations produisant des graines, les fruits doivent être récoltés dès qu’ils

arrivent à maturité, ce qui se traduit par leur changement d’aspect : ils deviennent

bruns et secs. Les fruits doivent s’ouvrir facilement. Les graines sont extraites, mises

en sacs et stockées dans un endroit sec. [13], [12]

Répartition de la plante

La distribution géographique s’étend des régions subtropicales, sèches aux forêts

tropicales humides. Il paraît donc évident que le Moringa oleifera s’adapte à différentes

conditions climatiques parmi lesquelles le climat semi-désertique. [13], [16]



Biologie de la plante

Le Moringa est un arbuste à croissance rapide, qui peut atteindre 7 à 12 mètres de

hauteur.

a) Tronc

Le tronc est généralement droit mesurant 20 à 40 cm de diamètre, mais il est parfois

très peu développé. En général, il atteint 1,5 à 2 m de haut avant de se ramifier, bien

qu’il puisse parfois atteindre les 3 m. La tige est en général mal conformée, souvent

multiple dès la base. L'écorce est lisse, à grosses lenticelles, de couleur gris foncé

violacé. Le bois est très tendre. [12]

b) Système racinaire

Le système racinaire est de structure tubulaire, il est formé d’un pivot central qui peut

s’enfoncer dans le sol jusqu’à 1,30 m de profondeur ; ce qui lui vaut sa grande

résistance à la sécheresse. Des racines secondaires se ramifient ensuite latéralement

à partir de cette dernière jusqu’à constituer une chevelure dense. [12]

c) Branches

Les branches poussent de manière désorganisée et la canopée est en forme de

parasol, les parties jeunes sont d’un blanc verdâtre fortement lenticelles, parfois

tomenteuses. [12]

d) Feuilles

Les feuilles, alternes et bi ou tripennées, se développent principalement dans la partie

terminale des branches. Elles mesurent 20 à 70 cm de long, et sont recouvertes d’un

duvet gris lorsqu’elles sont jeunes. Elles possèdent un long pétiole avec 8 à 10 paires

de pennes composées chacune de deux paires des folioles opposées, plus un à l’apex,

ovales ou en forme d’ellipse, et mesurant 1 à 2 cm de long. [12]



Figure 5: Feuilles de Mo

[12]

e) Inflorescence

L’inflorescence se développe en panicules axillaires et étalées, longues de 10 à 30

cm, à bractées linéaires, allongées et petites.

Les fleurs mesurent 2,5 cm de large. Elles sont généralement abondantes et dégagent

une odeur agréable. Elles sont blanches ou couleur crème, avec des points jaunes à

la base.

Les sépales, au nombre de cinq, sont symétriques et lancéolés. Les cinq pétales sont

minces et spatulés, symétriques à l’exception du pétale inférieur, et entourent cinq

étamines. [12]

Figure 6: Fleur de Mo, source : [12]



f) Fruits

Les fruits sont en silique, de section triangulaire ; ils forment des gousses à trois lobes,

mesurant 20 à 60 cm de long, qui pendent des branches. Lorsqu’ils sont secs, ils

s’ouvrent en trois parties. Chaque gousse contient entre 12 et 35 graines. [12]

Figure 7: Gousse fraiche et sèche de Mo

[12]

Graine de Moringa Oleifera

a) Caractéristique générale

La masse de graine de Moringa oléifera varie de 130 à 320 mg en fonction des régions

(les plus petites se trouvent en Indonésie et les plus grandes en Amérique latine).

Les graines de Moringa oléifera contiennent 25 à 34% d’huile ; il est possible d’extraire

l’huile pour la vendre et d’utiliser le tourteau résultant comme source de floculant.

b) Description

Une gousse de Moringa oléifera est formée de 81 à 90% de cosse et 18 à 10% de

graines. Elle contient environ 15 à 20 graines. La graine ronde (environ 1cm de

diamètre) porte trois ailes. Elle est composée de deux constituants principaux :

La coque : représentant environ 30% de l’ensemble, et de couleur noire et

mesure entre 25 à 30 mm de longueur et 2 à 5 mm de largeur.

L’amande qui est entourée par la coque se présente sous forme ovoïde

allongée blanche de 8 à 12 mm de longueur et 5 à 9 mm de largeur. Pour ce

qui concerne la densité, elle varie entre 0.269 à 3.347 pour la graine entière et

entre 0.439 à 0.577 pour la graine décortiquée.



c) Conservation des graines

La stabilité de la graine est améliorée par une diminution de son taux d’humidité. C’est

pourquoi avant le stockage, on procède à un séchage des coques fraîches. La

conservation des graines en coque est une condition nécessaire car la coque constitue

une barrière physique très efficace envers les déprédations causées par les insectes.

Les graines de Moringa sont stockées en coque à une humidité aussi faible que

possible dans une boite plastique bien fermée à une température ambiante.

d) Germination

La germination est influencée par :

l’intensité de l’éclairement : les conditions optimales d'éclairement pour la

germination de toutes les espèces de Moringa sont la demi-ombre pour un taux

de germination de 92 à 94% contre seulement 40 à 52% en pleine lumière;

la profondeur de semis : les graines enfoncées à 2 cm de profondeur montrent

le taux de germination le plus élevé de 90 % contre 16% pour celles enfouies à

3,5 et 5 cm;

l’humidité du sol : un facteur limitant pour la germination. Le taux de germination

des graines fraîches avoisine les 80%, mais tombe à environ 50% après 12

mois de stockage, aucune graine ne restant viable après 2 ans de stockage.

[13], [12]

Composition chimique de Moringa

Nous donnons dans le tableau ci-dessous les compositions chimiques des gousses,

feuilles et graines ; les compositions en acide aminé des gousses et des feuilles ; les

compositions chimiques de l’huile de graine. [13]



Gousses (100 g) Graines (100 g) Feuilles (100 g)

Eau (g) 86,9 4,0 75,0

Protéine (g) 2,5 38,4 6,7

Acide gras (g) 0,1 1,7

Carbohydrates (g) 8,5 14,3

Fibres (g) 4,8 3,5 0,9

Minéraux (g) 2 3 ,2 2,3

Calcium (mg) 30 440,1

Phosphore (mg) 110 70,2

Fer (g) 5,3 7,3

Vitamine A (µg) 184 11300,5

Vitamine B (µg) 120,4

Niacine (mg) 0,2

Acide ascorbique

(mg)

120,8 220,9

Acide nicotinique

(mg)

0,8

Tocophérol (mg) 7,4

Cuivre (µg) 310,9 110,7

Azote (g) 16,4

Iode (µg) 1,8 5,1

Huile (g) 32,7

Tableau 6 : Composition chimique des gousses, feuilles et graines

[13]

Importances de la plante

Les organes de Moringa peuvent être utilisés et valorisés :

a) Sur le plan alimentaire

Les feuilles possèdent une saveur rappelant celle du cresson et se consomment

comme légumes. Elles sont riches en protéine, en vitamine et en minéraux, lui

procurant une valeur nutritionnelle élevée pour l’homme et aussi pour nutrition du

bétail. Les fleurs se mangent aussi à la place des légumes ou des salades. Les fruits

à l’état jeune, sont consommés comme les haricots verts et les graines non mûres sont



aussi consommés en guise de poids. Les graines riches en matière grasses donnent

une huile et cette huile peut être valorisée pour la consommation humaine, la teneur

en huile élevée (environs 42%) de la graine qui est comestible.

b) Sur le plan médicinal

Les racines de Moringa Oleifera sont utilisées comme diurétique et comme remède

contre les maux de la prostate et de la vessie. Elle stimule également la digestion. En

plus, l’écorce préparée en tisane est aussi digestive.

L’écorce de la tige, l'écorce de la racine, les fruits, les fleurs, les feuilles et les graines

ont été largement utilisés dans la médecine traditionnelle dans le monde.

Les diverses parties de la plante ont en général des vertus médicinales contre les

ulcères, la blennorragie, la syphilis, le scorbut, la fièvre jaune, les dermatoses, les

rhumatismes, …

c) Graines

Les graines mûres présentent un double usage principal : d’une part, l’extraction

d’huile des graines de Moringa oleifera est intéressante, l’huile obtenue peut être

comestible (huile de ben), ou utilisée pour la fabrication du savon et peinture à l’huile

; d’autre part, les graines contiennent de floculant qui permettent de clarifier et de

purifier l’eau. Même, les tourteaux récupérés après pressage lors de l’extraction

possèdent encore un pouvoir floculant. En plus, ce floculant est biodégradable.

Le pouvoir antimicrobien est aussi présent dans les graines de Moringa oleifera, alors

presque la totalité des bactéries dans l’eau est éliminée lors du traitement par ce

produit naturel. L’un de son composition chimique comme l’isothiocyanate est le

responsable des odeurs piquantes des graines broyées. Des protéines

polyélectrolytes cationiques qui servent comme floculant dans le traitement de l’eau

constituent la majorité des graines de Moringa oleifera. Ces dernières contiennent

également un floculant non cationique qui est plus efficace dans l’épuration de l’eau à

faible turbidité.

d) Toxicité de Moringa oleifera

Une étude toxicologique sur des rats de laboratoire a montré que même la dose de

50graines par 100mL d’eau n’a pas d’effet toxique sur l’animal. La dose requise pour

le traitement des eaux est 100 fois plus basse que celle utilisée pour les rats, et que la

totalité de poudre de graine se sédimente lors du traitement. [13], [24], [04], [12]



Chapitre IV GENERALITES SUR LES MORINGA DROUHARDII

I Généralités de Moringa Drouhardii

Historique et origine

Le Moringa Drouhardii est une plante endémique de la région du Sud-Ouest de

Madagascar, plus précisément dans les régions suivantes : Tuléar, Ianantsony (vers

Saint Augustin), embouchure d’Onilahy, delta de Fiherenana, entre Ampanihy et

Ambovombe et la rive du bassin de Mandrare, où il est présent à l’état sauvage et

planté. Il a été découvert par le Botaniste Français Henri Lucien Jumelle en 1930, et

depuis, un essai de classification botanique a été fait pour aboutir à une publication

scientifique en 1963. [19]

Figure 8: Origine de Md

[19]

Morphologie de la plante

Cette plante possède plusieurs appellations vernaculaires : Maroserana et

Hazomalana. On la classifie suivant la systématique suivante :

Règne : Végétale

Embranchement : Spermaphytes

Sous-embranchement : Angiospermes

Classe : Dicotylédones



Ordre : Capparidacées

Famille : Moringacée

Genre : Moringa

Espèce : Drouhardii

Figure 9 : Moringa drouhardii

[08] Le Moringa drouhardii fait partie de l’ordre des capparidacées qui comprend aussi les

Moutardiers. La famille des Moringacées ne comporte qu’un seul genre, Moringa, qui

regroupe 13 espèces. Moringa drouhardii, le plus grand, est un arbuste (tronc renflé,

en bouteille). A l’âge adulte, il peut atteindre 5 à 10 mètres de hauteur.

Les feuilles sont 3 fois pennées et mesurant 2 à 3 cm, la plante adulte produit

annuellement des fruits en gousses qu’on peut estimer à environ 90 gousses par

plante mais cette valeur varie suivant le lieu de plantation. Une gousse comporte en

moyenne 6 à 12 graines et mesures 30 à 40 cm de long. Les graines sont de couleur

blanchâtre, de forme ovoïde-trigone et à péricarpe très dur. Elles peuvent mesurer 2

cm x 1.5 cm. [24], [19]

a) Tronc

Le Moringa Drouhardii est un type d’arbre en forme de bouteille. C’est un arbre dont

le tronc rappelle celui de baobab, il peut atteindre 4 à 10 m de hauteur à l’âge adulte.

Son tronc peut atteindre plus de 2 m de diamètre et présente une couleur blanchâtre

qui lui valut le surnom de "sac de farine". [24], [19]



b) Feuilles

Les feuilles sont tri-imparipennées de 25 cm de longueur, à pétiole de 10 à 15 cm de

longueur, les pétioles des pennes sont de 2 à 3 cm de longueur, ils sont tous glabres

et avec des glandes stipitées à la base. Les folioles sont opposées en 5 à 9 paires,

ovales et allongées de 1,5 à 3 cm de longueur sur 0,5 à 1,2 cm de largeur, acuminées,

à nervure centrale proéminente et de couleur vert vif. [24], [19]

Figure 10: Feuilles de Md

[09]

c) Fleurs

L’inflorescence est en panicule axillaire de jusqu'à 30 cm de longueur, portant de

nombreuses fleurs odorantes actinomorphes bisexuées, de couleurs jaune blanchâtre

en forme de coupe à pédicelle de 1 à 2 mm de longueur, les sépales sont glabre de 5

à 6 mm de longueur sur 1,8 mm de largeur, et les pétales sont ovales de 7 à 10 mm

de longueur sur 1,8 mm de largeur, glabres à l'extérieur, légèrement pubescents à

l'intérieur et filaments de 6 à 8 mm de longueur fortement pubescents (Figure 09). [24],

[19]

Figure 11: Fleurs de Md



[19]

d) Gousses et graines

Les gousses sont de couleur brun kaki de 30 à 50 cm de longueur sur environ 4 cm

de diamètre, à section circulaire légèrement triangulaire, présentant des constrictions

entre chaque graine.

Une plante adulte produit annuellement des fruits en gousses qu’on peut estimer à

environ 90 gousses mais cette valeur varie suivant le lieu de plantation, et une gousse

comporte en moyenne 6 à 12 graines. Les graines sont de couleur blanchâtres, plus

ou moins ovoïdes de 2 à 2,5 cm de longueur sur 1,8 à 2 cm de largeur, à trois côtes

marquées mais sans ailes. [24], [19]

Figure 12: Gousses de Md

[19]

Biologie et écologie

La multiplication se fait par semis ou par bouture pendant la période de dormance.

Pour la première technique, un prétraitement des graines est indispensable pour

accélérer la germination. Dans la région d’Ambovombe, les paysans préfèrent arracher

les semis spontanés issus des graines qui ont germé sous l’arbre mère durant la

saison de pluies.

La feuillaison se déroule les mois d’octobre à décembre tandis que la fructification aura

lieu pendant les mois de février à mai. Les graines matures seront collectées durant

les mois de juillet à fin septembre.

La plante préfère surtout les conditions climatiques et édaphiques du Sud de

Madagascar, notamment des sols calcaires, avec quelquefois une précipitation



annuelle inférieure à 200mm. Sa facilité de régénération sur les sols alluvionnaires est

remarquable. [24]

II Utilisation et localisation de l’arbre

Importance des graines et des feuilles de Moringa Drouhadii

a) Intérêt nutritif

Les jeunes feuilles peuvent être consommées. Elles constituent ressource alimentaire

; son intérêt nutritif réside dans l’apport important des organes en protéines, en

vitamines A, B, C et en calcium.

Le tableau suivant donne les teneurs en nutriments des feuilles matures de Moringa

Drouhardii pour 100 g de poids frais.

Eléments Protéine β-

carotène

Vitamine

C

Vitamine

E

Fer Calcium

Valeurs 5,0 g 11,2 mg 388,3 mg 14,5 mg 8,7 mg 745,8 mg

Tableau 7 : Teneurs en nutriments des feuilles matures de

Les graines ayant un caractère oléagineux, donnent 36 - 45% d’huile, et cette huile est

consommable en tant qu’huile de friture et huile de table. [19]

b) Intérêt pharmacologique

Les différentes parties de l'arbre sont utilisées en médecine traditionnelle, dans sa

région d’origine. Les feuilles, fleurs, racines et écorce peuvent soigner des dizaines de

pathologies. Les racines comestibles au goût de raifort ont un pouvoir rubéfiant

important et doivent donc être utilisées avec précautions d’autant qu’elles contiennent

des antibiotiques.

L’écorce très parfumé s’emploie dans le traitement des maladies comme les rhumes

et la toux. On l’utilise aussi pour lutter contre l’épilepsie, l’hystérie et la paralysie.

Les feuilles sont efficaces contre l’anémie, le diabète, l’hypertension artérielle, la

conjonctivite.

L’huile extraite de ces graines est utilisée pour traiter des maladies comme le

rhumatisme.



c) Usage cosmétique

L’huile de Moringa a connu une grande importance dans la cosmétique. L’huile apaise

et adoucit la peau des bébés. Elle hydrate et revitalise les peaux chroniquement très

sèches, parfois en proie à des démangeaisons ou à une desquamation. Elle est utilisée

pour lutter contre les rides et le vieillissement.

d) Purificateur d’eau naturel

Le tourteau obtenu comme sous-produit lors de l’extraction de l’huile est un peu riche

en protéines. Certains de ces protéines sont des polyélectrolytes cationiques actifs.

Les polyélectrolytes cationiques neutralisent les matières colloïdales dans les eaux

boueuses ou sales, puisque la majorité de ces matières ont une charge négative. Cette

protéine peut donc être utilisée comme polypeptide naturel non toxique pour provoquer

la sédimentation des particules minérales et organiques dans les processus de

purification d’eau potable. Elle est aussi efficace que le sulfate d’alumine, or ce produit

est cher, et non biodégradable.

e) Alimentation animale

Les feuilles matures et non consommées par les humains ne sont pas perdues, elles

peuvent être fournies au bétail comme fourrage. [19], [15], [29]

Autres utilisation de la plante

L’aspect le plus exploité est l’utilisation comme plante ornementale. L’écorce et la

feuille préparées en infusion sont réputées pour traiter la fièvre jaune.

Les études ont montré que le Moringa Drouhardii est un habitat important pour la

viabilité de certaines espèces endémiques comme le reptile katsiaka.

Jusqu'à maintenant la plante ne fait pas l’objet d’une utilisation pour le traitement des

eaux de surface en milieu rural du fait de l’ignorance sur l’aptitude de la plante. [19]

CONCLUSION PARTIELLE

L’étude bibliographique nous a permis de connaitre la généralité sur l’eau avec les

processus de traitement pour la rendre potable et les différentes vertus apportées par

l’arbre Moringa.

Depuis le temps où l’homme découvre l’utilité de l’eau, il s’efforce de comprendre les

phénomènes liés à l’eau et de savoir aussi les propriétés physicochimiques et les

compositions de celle-ci. Conscient aussi de l’impact négatif lié à l’eau, tant au niveau



environnemental qu’au niveau de la santé humaine, l’homme tente de trouver un

moyen pour limiter voire empêcher ces effets et le traitement des eaux entre en jeux.

Le Mo et le Md sont des plantes multifonctions dont les différentes parties présentent

plusieurs qualités comme la richesse nutritionnelle des feuilles pouvant rivaliser en

termes des nutriments (protéines, vitamines, minéraux) par rapport à des aliments de

référence, le rendement de l’huile accentué dans leurs grains et le plus important :

l’utilisation des graines en remplaçant le sulfate d’alumine comme floculant au

traitement des eaux. L'huile issue de ses graines est utilisée pour la fabrication des

cosmétiques.

zim://A/A/html/C/o/s/m/Cosm%C3%A9tiques.html



Partie II. ETUDE EXPERIMENTALE

Chapitre I- PREPARATION DES GRAINES DE MORINGA

Chapitre II- EXTRACTION D’HUILE DES GRAINES

Chapitre III- ESSAIS DE FLOCULATION PAR LE FLOCULANT

VEGETALE ET FLOCULANT CHIMIQUE



Partie II. ETUDE EXPERIMENTALE

INTRODUCTION

Dans cette partie, nous avons l’objectif de produire un produit capable de remplacer le

SA ou d’autres floculants utilisés en traitement des eaux. Pour mieux cerner le travail,

nous procédons comme suit : en premier lieu les traitements des graines de Moringa ;

ensuite l’extraction d’huile contient dans l’amande et en dernier lieu c’est l’essai de

floculation pour déterminer la dose idéale utilisé en traitement des eaux.

Chapitre I PREPARATION DES GRAINES DE MORINGA

I Prétraitement des graines

Les prétraitements regroupent l’ensemble des opérations unitaires qui préparent la

matière première à la trituration. Pour les graines oléagineuses, ce sont principalement

: le collecte des graines, le nettoyage, le séchage, le décorticage, le broyage, la

cuisson. Cette liste peut varier suivant le type de graine.

Collecte des graines de Moringa

La graine est collectée à Tuléar pour l’analyse de l’eau, mais pour l’analyse des

graines, nous avons utilisé des graines achetées au SNGF. Ces graines proviennent

de la région de Betioky Sud, la collecte s’effectue sur pieds durant le mois de juillet

jusqu’au mois d’août quand les gousses arrivent à l’état de déhiscence. Les gousses

ainsi collectées sont épandues sur une surface dure et propre ou sur d’autres supports

comme les nattes. Les gousses éclatent en séchant, libérant les graines qui par la

suite sont conservées à l’air ambiant. Il faut que la graine possède un péricarpe qu’on

devra éviter tout dommage mécanique pour assurer une meilleure conservation et les

graines stockées ayant subi un contrôle périodique de germination.

Nettoyage et triage

Le nettoyage consiste à débarrasser les graines des produits étrangères (débris

végétaux, boue, sable, …) qui risquent d’obstruer les appareils ou de nuire à la qualité

du produit final.



Le nettoyage s’opère par une séparation sure et simple fondée sur la différence de

densité entre les graines et les impuretés. C’est pourquoi le vannage et le tamisage

gardent leur importance particulière pour ces opérations.

Une opération de triage s’associe au nettoyage au cours de laquelle on met en réserve

les matières premières défectueux. Ces opérations s’effectuent le plus souvent

manuellement.

Séchage

En général, une humidité inférieure à 12% est convenable pour un stockage sans

risque des graines. Le degré d’humidité finale recherché dépend de la matière

première : 10% pour le soja, 5 à 6% pour le tournesol. Pour obtenir l’humidité voulue,

différents procédés sont disponibles. On peut les regrouper par procédé naturel

(séchage solaire) et par procédés artificiels (séchoirs à tunnels, four). La durée de

séchage peut varier et dépend de la teneur en eau de la graine. Cependant, il faut

éviter un traitement intense qui favorise l’hydrolyse enzymatique des lipides.

But de l’opération

Le séchage des graines de Moringa est une opération ayant pour but d’éliminer, par

évaporation, les liquides volatils qu’il contient ; c’est une opération qui, normalement

dans l’industrie chimique, suit la séparation liquide-solide obtenue par décantation,

filtration, centrifugation ou bien la précipitation d’un solide par concentration.

Après la récolte, il est indispensable de ramener les graines à une teneur en eau

convenable pour :

Stabiliser microbiologiquement les lots de graine pour un stockage éventuel ;

Vaincre les forces de liaison entre l’amande et la coque. Le découlement de

l’amande de la coque facilite le décorticage et réduit les pertes par cassure des

amandes

le liquide résiduel est incompatible avec l’utilisation ultérieure des graines, pour

des raisons chimiques ou physiques;

le produit humide se conserve mal, qu’il subisse une dégradation chimique

(hydrolyse de la molécule solide par exemple), ou que son aspect physique soit

modifié



le coût des manipulations du produit humide est grevé par la présence de

liquide résiduel même si ce dernier ne gêne pas l’application (coût de transport

par exemple);

le séchage, outre son objectif principal qui est d’éliminer le liquide, apporte une

modification morphologique du solide intéressante pour son usage ultérieur

(création de pores par exemple).

II L’analyse physique des graines de Moringa

Pesage des graines

Les graines séchées subissent une opération de pesage qui vise à déterminer

davantage la masse moyenne des graines, l’amande et de plus pour connaitre le

rapport entre la coque et l’amande.

a) Masse moyenne des graines

Pour déterminer la masse moyenne des graines de Moringa Oleifera et Moringa

Drouhardii, nous procédons de manière comme suit :

05 échantillons contenant chacune 50 graines pour le Moringa Oleifera et 20

graines pour le Moringa Drouhardii ;

Chaque échantillon est pesé en utilisant la balance de précision au laboratoire.

Le résultat est donné par le tableau ci-dessous :

Echantillons Masse de chaque échantillon (g) Masse moyenne d’une graine

de chaque échantillon (g)

Moringa

Oleifera

Moringa

Drouhardii

Moringa

Oleifera

Moringa

Drouhardii

01 15,2 62,4 0,304 3,12

02 15,2 62,6 0,304 3,13

03 14,2 60,2 0,284 3,01

04 15,7 59,8 0,314 2,99

05 14,2 62,0 0,284 3,1

Masse moyenne d’une graine 0,298 3,07

Tableau 8: Masse moyenne des graines de Moringa ; source : auteur

Après le calcul, nous avons trouvé comme masse moyenne :



298 mg pour le Moringa Oleifera ;

3070 mg pour le Moringa Drouhardii

b) Pourcentage de l’amande

Mode opératoire :

En premier lieu, nous pesons les graines de Moringa et après le pesage, les graines

pesées sont passées par une opération de décorticage pour pouvoir enlever les

coques et en dernier lieu, nous repesons les amandes enfin de déterminer le rapport

entre l’amande et la coque.

Le tableau ci-dessous donne le résultat lors de pesage des graines de Moringa :

Moringa Olifeira Moringa Drouhardii

Echantillon Masse des

graines (g)

Masse des

amandes (g)

Masse des

graines (g)

Masse des

amandes (g)

01 117 69 31,1 16,5

% de

l’amande

58,97 53,05

Tableau 9 : Pourcentage de l’amande, source : auteur

Le pourcentage de l’amande est donné par la formule suivante :

% amande = 𝑚𝑎

𝑚𝑔∗ 100

Avec :

𝑚𝑎 : 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑎𝑚𝑎𝑛𝑑𝑒𝑠 ;

𝑚𝑔: 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒𝑠 𝑔𝑟𝑎𝑖𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑀𝑜𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎 ;

% 𝐶: 𝑝𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑑𝑒 l’amande

Décorticage

a) But de travail

Le but de cette opération étant de récupérer l'ensemble des amandes et d'éliminer

toutes traces de débris de coque.

Auparavant, l’opération s’effectue manuellement à l’aide de sacs remplis des graines

; après un battage par bâton, les coques et amandes sont séparées. Actuellement, il



se fait mécaniquement par des décortiqueuses où les graines sont comprimées et

froissées.

b) Déroulement de l’opération

Les amandes, qui sont les objets principaux des études expérimentales, sont séparées

des coques, après séchage. Pendant notre pratique, la séparation a été effectuée

manuellement à l’aide d’un marteau pour les graines de Moringa Drouhardii et un

mortier associé avec un pilon pour le Moringa Oleifera.

Figure 13: Pilon et graines de Moringa Olifeira, Source : Auteur

III Autres indicateurs

Détermination de teneur en humidité

En pratique, tous les solides par leur contact permanent avec l’air ou par leur stockage,

se charge d’une certaine humidité. En effet, les molécules d’eau diffusent dans le corps

de la substance, se font piéger dans la structure, même à la surface du corps. La

quantité d’eau retenue par un solide diffère d’un corps à un autre et dépend d’un

certain nombre de paramètre.

Mode opératoire :

On pèse 350 g d’amandes de Mo et 378g d’amande de Md. Pour cette opération, nous

effectuons un intervalle de temps de durer constante dans une étuve à 79°C pendant

1h30mn. A chaque fin d’intervalle de temps, nous pesons l’amande pour déterminer la



différence de masse et cette opération est répéter jusqu’à la masse constante de

l’amande.

Le tableau suivant donne le résultat de l’expérience :

Mo Md

𝑚0 en g 350 378

𝑚𝑓 en g 324 346

%𝐻 7,428 8,47

Tableau 10 : Taux d’humidité des amandes de Mo et Md, source : auteur

La formule suivante permet le calcul du taux d’humidité relatif :

%𝐻 = 𝑚0 − 𝑚𝑓

𝑚0∗ 100

𝑚0: Masse de la poudre avant séchage en (g).

𝑚𝑓: Masse de la poudre après séchage en (g).

%𝐻 : Taux d’humidité

Détermination de la densité

a) Densité des graines par rapport à l’eau

La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la

masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau

pure à 4°C pour les liquides et les solides. Pour les liquides, une mesure précise de

densité utilise un pycnomètre. Dans le cas de gaz ou de vapeur, le corps de référence

gazeux est l'air, à la même température et sous la même pression. La densité est une

grandeur sans dimension et sa valeur s'exprime sans unité de mesure.

Nous avons donné dans le tableau suivant la densité des deux Moringa :



Mo Md

m en g 0.2921 3,5

v en mL 0.366 4,36

𝜌𝑔𝑟𝑎𝑖𝑛𝑒𝑠 en g/𝑐𝑚3 0.796 0,803

𝑑 0,796 0,803

Tableau 11 : Densité des amandes de Mo et Md, source : auteur

La densité est donnée par la formule suivante :

𝑑 = 𝜌𝑎𝑚𝑒𝑛𝑑𝑒

𝜌𝑒𝑎𝑢

Avec : 𝜌𝑎𝑚𝑒𝑛𝑑𝑒 = 𝑚

𝑣, masse volumique des graines ;

m : masse de graine décortiqué en g

v : volume de graine décortiqué en mL

𝜌𝑒𝑎𝑢 = 1𝑔/𝑐𝑚3

𝑑 ∶ 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡é

b) Détermination de la Densité apparente

La densité apparente est la densité du solide sec, concernant l’ensemble fraction

solide et pores. Elle est déterminée par la méthode suivante :

Mode opératoire :

L’opération consiste à peser un tube à essais de 50 mL vide, la remplir avec les graines

de Moringa broyés en poudre jusqu’à 50 mL puis, la repeser.

Le tableau suivant donne le résultat :

Mo Md

𝑃1 en g 106,492 107,52

𝑑 0,584 0,604

Tableau 12 : Densité apparente des amandes de Mo et Md, source : auteur

La formule suivante permet le calcul de la densité des graines :

𝑑 = 𝑃1 − 𝑃0

50

Avec :

𝑃0: Le poids du tube à essais vide tel que 𝑃0 = 77,309g ;



𝑃1: Le poids du tube à essais remplie en g ;

𝑑 ∶ La densité apparente en g/ mL

c) Masse volumique des amandes broyées

Masse volumique non tassée et tassée

La démarche consiste à peser un tube à essais de 20 mL vide, la remplir avec des

amandes broyées jusqu’à 50 mL puis, la repeser.

Tableau d’illustration :

Mo Md

Non Tassée Tassée Non Tassée Tassée

𝑚1 en g 6,3043 9,1117 6,9366 8,6239

𝜌 en g/cm3 0,3152 0,4555 0,4312 0,3468

Tableau 13 : Masse volumique des amandes broyées, source : auteur

Le résultat ci-dessus est donné par la formule suivant :

𝜌 =𝑚1

𝑉

Avec :

𝑚1: 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑜𝑢𝑑𝑟𝑒 𝑏𝑟𝑜𝑦é𝑒 𝑑𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑒 à 𝑒𝑠𝑠𝑎𝑖,

𝑉: 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑢 𝑡𝑢𝑏𝑒 à 𝑒𝑠𝑠𝑎𝑖.

Le potentiel d’hydrogène de la poudre de Moringa : pH

Le potentiel hydrogène (ou pH) mesure l'activité chimique des ions hydrogènes (H+)

(appelés aussi couramment protons) en solution. Notamment, en solution aqueuse,

ces ions sont présents sous la forme de l'ion oxonium.

Mode opératoire :

Pesons 1g de la poudre de Mo et Md puis introduire dans l’eau distillée de 200 mL

chacune ; le pH de l’eau distillé est de 6,54. Cette opération nécessite une agitation

rapide à l’aide d’un agitateur magnétique pendant 30mn.

Enfin, en utilisant le pH-mètre, le pH de la solution est affiché sur l’écran.

Tableau d’illustration des résultats :



Solution de Mo Solution de Md

pH de la solution 6,65 6,79

Tableau 14 : pH de la poudre sans matière grasse, source : auteur



Chapitre II EXTRACTION D’HUILE DES GRAINES

I Introduction

Imaginons que la présence d’huile dans une solution aqueuse entraîne un phénomène

de flottation et une apparition de deux phases à cause de la propriété de l’huile, ainsi

que de sa densité par rapport à l’eau. Et si notre coagulant contient une certaine

quantité d’huile, il est possible que l’huile freine l’activité floculant de notre extrait et

par conséquent, la décantation des flocs sera imparfaite. Donc il est nécessaire

d’effectuer l’extraction de l’huile de graine avant d’utiliser le tourteau.

Comme nous avons l’intention d’avoir des protéines brutes non dénaturées dans le

tourteau, il faudrait que notre extraction soit effectuée à froid ou à la plus faible

température que possible. Et la meilleure méthode d’extraction que nous avons

imaginée pour qu’il n’y ait pas de dénaturation de protéine est la méthode par pression

suivie d’une extraction par solvant.

II Broyage des graines

But du broyage

Le but essentiel du broyage est de diviser des solides et de réduire la granulométrie

des produits étudiés. D'après de nombreux auteurs, cette opération ne se fait pas sans

modifier certaines propriétés physicochimiques du matériau.

Dans les amandes, les lipides sont renfermés sous forme de gouttelettes dans les

cellules oléifères. Une réduction de la granulométrie augmente le rendement

d’extraction.

Pendant la réalisation au laboratoire de l’ESPA, le broyage des amandes a été effectué

manuellement jusqu’à une granulométrie suffisante.

Appareil utilisé

Lors de notre étude au laboratoire de l’ESPA, nous utilisons un mortier pour broyer les

graines et la photo ci-dessous montre l’appareil :



Figure 14: Pilon, source : auteur.

A l’aide d’un pilon, l’amande est devenue quasi-totalement en poudre et puis on utilise

un tamis enfin d’avoir des poudres de dimension désiré pour l’extraction.

III Tamisage

Définition

Le tamisage est le passage d'un produit solide ou d'une suspension au tamis pour

réaliser la séparation et éventuellement l'analyse granulométrique de certains

éléments.

L'écartement des mailles du tamis (exprimé souvent en mesh) est généralement

compris entre quelques millimètres et quelques micromètres.

Appareil utilisé

A l’aide d’une tamiseuse au laboratoire, nous arrivons à avoir un poudre de diamètre

favorable à l’extraction des huiles enfermées dans les cellules, c’est-à-dire de diamètre

environ : 600m. La photo qui suive illustre une tamiseuse à l’échelle laboratoire :



Figure 15: Tamiseuse à vibration de laboratoire, source : auteur

IV Extraction

Choix de méthode utilisée lors de l’extraction

Il y en a plusieurs méthodes d’extraction d’huile à savoir l’extraction par pression,

extraction par pression suivie d’une extraction par solvant, la méthode par chauffage,

extraction à froid, …

Mais pendant notre étude, nous préférons utiliser la méthode d’extraction à froid en

utilisant le solvant hexane car il faut conserver la nature de la protéine.

Principe d’extraction

Cette méthode consiste à couler le solvant d’extraction sur la matière première et en

laissant macérer pendant le temps que le solvant se charge en huile et rencontre la

matière première presque déshuilé puis on passe à la filtration.

L’extraction se fait à l’aide d’un ballon et une agitation magnétique. Le solvant et la

poudre placés dans le ballon sont agités tout le 03h00mn et la macération dure

48h00mn environs.

En utilisant un papier filtre, nous avons arrivés à séparer la poudre utilisée pour clarifier

l’eau et le solvant accompagné par l’huile. La poudre est séchée à l’air ambiant pour

évaporer la trace de solvant restant.



Pour la séparation et la récupération du solvant, l’hexane est évaporé au rotavapor.

L’évaporation sera finalisée par étuvage et séchage dans un dessiccateur et l’huile

récupérée est pesée.

a) Solvant

Hexane

b) Appareillage

Balance analytique à 0,0001 g près,

Ballon,

Cartouche en papier filtre,

Agitateur magnétique,

Séparation de solvant et de l’huile

L'évaporateur rotatif (ou rotavap) est un appareil utilisé en chimie afin de distiller

rapidement des solvants, dans le but de concentrer partiellement une solution ou pour

concentrer à sec (on enlève tout le solvant) une solution ou une suspension. Le

principe de cet appareil est basé sur la distillation sous vide. La solution est mise en

rotation pour éviter des bulles d'ébullition trop grosses ou mousseuses ainsi que pour

augmenter la surface en contact avec l'air. Ensuite, la pression est diminuée grâce,

généralement, à une trompe à eau et la solution est chauffée en fonction du solvant à

éliminer pour compenser le caractère endothermique de la réaction.

L'évaporateur rotatif est typiquement un appareil de laboratoire.

Il est constitué de différentes parties :

Un bain-marie d'eau afin de chauffer la solution à concentrer,

Un ballon dont la forme est adaptée,

Un réfrigérant qui condense les gaz,

Un ballon réceptacle dans lequel les gaz condensés sont recueillis,

Un dispositif qui fait tourner le ballon suivant son axe de symétrie afin de permettre

une homogénéisation du milieu et une évaporation tranquille.

Photo d’illustration :



Figure 16 : Appareil utilisé pour l’évaporation, source : auteur

Résultats

Les valeurs expérimentales de l’extraction par solvant sont mentionnées dans le

tableau suivant :

Mo Md

𝑚0 63,220 89,635

𝑚ℎ 17,868 31,506

𝑅 𝑒𝑛 % 28,2832 35,149

Tableau 15 : Rendement en huile de l’extraction par solvant, source : auteur

Le taux d’extraction d’huile est donné par la formule suivante :

𝑅 =𝑚ℎ

𝑚0∗ 100

Avec :

𝑚0 : Masse de la poudre en g,

𝑚ℎ : Masse d’huile extrait dans la poudre en g,

𝑅 : Taux d’extraction d’huile (rendement).

Schémas simplifié de production de poudre



Figure 17 : Production simplifié de la poudre floculante ; source : auteur

Collecte des graines

Poudre floculante

Nettoyage et triage

Séchage

Décorticage

Broyage des amandes

Tamisage

Extraction d’huile Huile

Coque



Chapitre III ESSAIS DE FLOCULATION PAR LE FLOCULANT VEGETAL ET

FLOCULANT CHIMIQUE

I Introduction

En tant que processus unitaire du traitement des eaux, la coagulation résulte de

l’addition des réactifs chimiques dans des dispersions aqueuses, afin d’assembler en

agrégat plus gros, les fines particules. Ces nouveaux agrégats peuvent être éliminés,

après floculation, par des procédés tels que la décantation ou la filtration. La floculation

est considérée, ici comme processus distinct qui a lieu en fin de coagulation. Elle

consiste à favoriser la croissance des flocs macroscopiques, avec ou sans utilisation

d’additif tels que les adjuvants de floculation.

La coagulation-floculation est un traitement de clarification très efficace dont l’objectif

premier est l’élimination de la portion non décantable des matières en suspension. En

fin de déterminer la dose optimale à appliquer, l’essai de floculation est indispensable

à la connaissance de cette dernière d’où plus précisément le jar-test.

II Essais d’utilisation de floculant végétal et chimique

Détermination des taux de traitement

Sur un plan pratique, il convient de retenir le meilleur compromis entre :

Le taux de traitement optimal visant le respect des objectifs de qualité

recherchée,

Les paramètres tels que la teneur résiduelle en coagulant, la qualité du floc

formé, la cohésion de la boue qui vont influer sur la qualité de la décantation ou

flottation,

le coût total des réactifs (coagulant minéral ou végétal, coagulant organique,

floculant, acide, base…).

a) REGLE

Pour déterminer le taux de traitement, il faut pratiquer le Jar-Test.

Lors de la définition du dimensionnement des ouvrages de traitement sur la

décantation, les paramètres suivants sont alors systématiquement déterminés :

le choix du coagulant optimal et le taux de traitement adéquat pour la qualité de

l’eau brute considérée et une qualité d’eau recherchée ;

la plage de pH optimal,



les caractéristiques des boues formées (volume, poids, cohésion),

la nature et le taux du floculant à mettre en œuvre,

la détermination du temps de décalage entre l’injection des différents réactifs,

nature des réactifs choisis,

prise en compte de la qualité du floc et de la cohésion de la boue,

qualité d’eau brute et qualité d’eau traitée visé,

b) Expression du taux de remplacement et du taux de substitution

L’utilisation des polymères cationiques peut se faire en remplacement partiel ou total

des coagulants minéraux ; toutefois, dans la majeure partie des applications

industrielles actuelles, les polymères cationiques sont utilisés en substitution partielle

des coagulants minéraux.

Recommandation de traitement :

Du fait du risque important de dégradation de la qualité de la clarification en cas de

surdosage en polymère, la solution de travailler à ratio minéral/organique constant est

préconisée par rapport à la solution de mettre un taux constant d’organique en variant

le minéral selon la qualité de l’eau brute.

Dans cette idée et sachant que les eaux sont toutes différentes, une première série de

jar-test devra être réalisée, au départ, afin de déterminer quel est le taux de substitution

et de remplacement le plus adapté au traitement de l’eau considérée. Une différence

pourra alors être faite en fonction des saisons (été, hivers) si la qualité de l’eau diffère

fortement.

L’adaptation quotidienne du traitement en fonction de la qualité de l’eau brute se fera

par rapport aux résultats, quotidien ou hebdomadaire, du jar-test effectué sur site avec

le coagulant minéral seul. A l’optimum en coagulant minéral, les taux de substitution

et de remplacement seront alors appliqués pour déterminer les conditions de

traitement à mettre en œuvre sur l’usine.

Détermination de taux optimal de la poudre de Moringa : Jar-test

a) But

Comme on a déjà dit au paragraphe précèdent, le jar-test est essentiel lors de l’essai

de floculation ; les essais sont destinés à déterminer la nature et les doses de réactif



(coagulant et floculant) chaux à utiliser pour assurer la clarification ou la déferrisation

d’une eau.

b) Principe

Les essais consistent à apprécier la qualité de la floculation ainsi que la turbidité

minimale après introduction de quantité croissante d’ingrédient en solution ou de

floculant utilisé dans 6 béchers d’un (01) litre.

c) Matériels nécessaires

Au cours de l’opération, plusieurs appareils sont utilisés à savoir :

Un floculateur à vitesse réglable entre 0 et 200tr/mn ;

Cinq à six béchers de 1litre ;

Un siphon ;

Un chronomètre ou 1 montre ;

Matériels pour mesurer le pH, fer, matière organique ;

Turbidimètre ;

Agitateur,

Balance de précision.

Spatule de laboratoire,

d) Réactifs

Notre étude s’intéresse vraiment sur l’activité floculant des poudres de Moringa

Oleifera et Moringa Drouhardii mais sans oublié aussi de faire l’essai de floculation sur

le sulfate d’alumine.

Concernant à cet essai, nous avons utilisé quelques réactifs comme :

Sulfate d’Alumine (S.A.): solution de 10g/l,

Chaux de concentration 2g/l,

Poudre fin de diamètre environ 500 micron-mètre de Mo et Md,

Acide chloridryque HCl.

e) Mode opératoire

On note ci-dessous le déroulement de l’opération :

Prélever l’eau brute dans un seau de 10l. Noter son aspect.

Mesurer la turbidité, le pH, le teneur en fer et éventuellement les matières

organiques

Remplir les béchers jusqu’au trait 1000 mL avec de l’eau brute agitée.



Brancher le floculateur.

A l’aide d’une pipette, introduire dans chaque bécher des quantités

croissante des réactifs.

Placer les béchers sur le floculateur et abaisser les hélices dans l’eau.

Effectuer une agitation rapide à 100tr/mn pendant 2mn, puis une agitation

lente à 40tr/mn pendant 20mn. Noter le temps d’apparition des premiers

flocs.

Après 15mn d’agitation lente, on évaluera la qualité de la floculation (aspect

des flocs)

Laisser décanter 10 à 15mn. Noter la vitesse et la cohésion des boues.

Siphonner la moitié de la hauteur d’eau de chacun des béchers.

Contrôler le pH, la turbidité, le fer, les matières organiques sur les eaux

siphonnées.

Noter chaque bécher selon la qualité de la floculation.

f) Expression des résultats

Pour bien lire le résultat de floculation, le model de tableau ci-dessous devra être

complété pour pouvoir préciser le taux de floculation utilisé au traitement des eaux.

Soient di : la dose de réactif dans chaque Bécher de 1l (en mg/L)

vi : le volume de réactif de concentration c g/l à ajouter dans chaque bécher

(en mL)



Tableau 16 : Modele à compléter lors de l’essai de floculation, source : JIRAMA

CONCLUSION :

La dose optimale de réactif est celle qui correspond à la meilleure notation (t : taux

d’ingrédient g/m3).

Remarque :

Le pH joue un grand rôle dans le traitement des eaux :

Cas du S.A :

le pH de bonne floculation est compris entre 6 et 7,2 d’où plus exactement ce

domaine de pH correspond à la formation maximale du précipité de 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3

reaction chimique:

𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 + 3𝐶𝑎(𝐻𝐶𝑂3)2 → 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 + 3𝐶𝑎𝑆𝑂4 + 6𝐶𝑂2

Pour avoir une bonne floculation, il faut que tout le S.A. s’hydrolyse sous forme

de 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3,

D’où l’adjonction de chaux en amont pour avoir le maximum de 𝐴𝑙(𝑂𝐻)3. Le

taux de chaux en amont est variable entre 1/6, 1/5,1/4 et 1/3 de SA.

Bécher N° 1 2 3 4 5 6

Doses des réactifs di (en

mg/L)

Volume des réactifs vi (en mL)

Temps d’apparition des flocs

Aspect des flocs (pas, peu

visible, petit, moyen, gros)

Décantation des flocs

Cohésion des boues

Turbidité eau décantée (E.D.)

pH E.D.

Fer E.D.

Matière organique(MO)

d’E.D.

Notation



Cas de la chaux (déferrisation) :

Le pH de bonne floculation (8 à 9) correspond à la formation maximale de précipité de

𝐹𝑒(𝑂𝐻)2

Formule utilisée à l’essai de floculation :

La formule suivante donne une relation entre l’essai de floculation au laboratoire et à

l’usine de traitement ou à l’échelle industrielle :

𝑄 ∗ 𝑡 = 𝐶 ∗ 𝐷

Avec :

𝑄 ∶ débit de l’eau à traiter

𝐶 ∶ concentration de la solution dans le bac de réactif

𝐷 ∶ débit du distributeur de produit (pourcentage d’ouverture du vernier de la pompe

doseuse)

𝑡 : taux de traitement (d’après un essai de floculation ou jar-test au laboratoire)

Les taux des produits utilisés varient en fonction du changement de la turbidité de l’eau

brute à traiter.

En laboratoire Sur ouvrage

Q [l] : Volume d’eau à traiter Q [m3/h] : Débit d’eau à traiter

t [mg/L] : Taux de traitement t [g/m3] : Taux de traitement

C [g/l] : Concentration du produit de

traitement

C [g/l] : Concentration du produit de

traitement

D [mL] : Prise D [mL] : Débit de la pompe doseuse

Tableau 17 : Paramètres selon le lieu d’utilisation, source : JIRAMA

Essai de floculation

a) Essai n°01 : sulfate d’alumine et chaux

Prélèvement de l’eau brute au Lac Mandroseza : 07 Avril 2016 à 11h

Le sulfate d’aluminium est la référence en matière de traitement des eaux dans le

monde entier. Il est parmi les coagulants efficaces ; il est relativement sans danger à

manipuler et de coût modéré. Il présente peu de risque d’exposition à des substances

chimiques toxiques. On l'appelle parfois de manière incorrecte l'alun.



Pour cet essai, on s’intéresse à déterminer la dose de SA utilisé par la société JIRAMA

à Mandroseza et notre étude a été réalisé au sein de laboratoire de la société

précédemment dit.

Minéralisation, conductivité et température :

La mesure de la conductivité est effectuée à l’aide d’un conductimètre.

Cet appareil permet de mesurer en même temps la conductivité en µS/cm (micro

siemens par cm), la température en °C (degré Celsius) et la minéralisation de l’eau en

mg/L (milligramme par litre) et la salinité de l’eau. La figure suivante illustre cet

appareil :

Figure 18 : Conductimètre, source : auteur

Resultat :

Tableau 18 : Paramètres physique de l’eau brute, source : auteur

pH (grandeur sans unité) :

Le potentiel hydrogène (ou pH) mesure l'activité chimique des ions hydrogènes (H+)

(appelés aussi couramment protons) en solution. Notamment, en solution aqueuse,

ces ions sont présents sous la forme de l'ion oxonium (également, et improprement,

appelé ion hydronium).

Plus couramment, le pH mesure l’acidité ou la basicité d’une solution.

Min en mg/ l 29

Cond en µS/cm 31,1

T en °C 24,2



Sa valeur est donnée par l’appareil appelé pH-mètre qui est représenté ci-dessous :

Figure 19 : pH-mètre, source : auteur

Résultat : pH = 7,7

Turbidité (en NTU) :

La turbidité désigne la teneur d'un fluide en matières qui le troublent. Dans les cours

d'eau, elle est généralement causée par des matières en suspension et des particules

colloïdales qui absorbent, diffusent et/ou réfléchissent la lumière.

La turbidité nous renseigne sur l’aspect de l’eau à analyser. On peut classifier l’aspect

de l’eau comme suit : limpide ; claire ; trouble.

L’unité de mesure utilisée est le NTU ou le Nephelometric Turbidity Unit.

La turbidité est mesurée par un turbidimètre ci-dessous :



Figure 20 : Turbidimètre, source : auteur

On a alors : Turb = 15,9 NTU

La teneur en fer et en matière organique est donnée par le tableau suivant (en mg/L) :

(Le mode opératoire est décrit par l’annexe I).

Voici un tableau de résultat :

Fer en mg/L 0,1

Matière organique en mg/L 1,4

Tableau 19 : Quelques paramètres chimique, source : auteur

La photo suivante représente le floculateur au laboratoire du JIRAMA Mandroseza :



Figure 21 : Floculateur, source : auteur

Siphon :

Comme on a déjà dit au précèdent paragraphe, après 15 à 20mn de décantation, il

doit siphonner l’eau décanter.

Siphon : c’est un outil nécessaire pour siphonner l’eau c’est-à-dire extraire une certaine

quantité d’eau décantée pour pouvoir procéder aux diverses analyses.

Figure 22 : Siphon, source : auteur

Nous avons utilisé 1/5 de chaux en amont lors de notre expérience au laboratoire de

JIRAMA Mandroseza et le tableau suivant donne le volume versé de SA au cours de

l’essai de floculation :



N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Taux de

SA en

mg/L

8 9 10 11 12 13

Volume

de SA

versé en

mL

0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

Volume

versé de

chaux

(1/5SA)

en mL

0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26

Turb de

l’eau

décanté

5,4 4,8 3,1 3,2 2,9 2,5

Tableau 20 : Essai sur l’utilisation de SA, source : auteur

Figure 23 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de taux de SA, source : auteur

D’après le résultat ci-dessus, le bécher n°06 a la plus faible turbidité c’est-à-dire le taux

de SA utilisé est satisfaisant pour le traitement.

Donc, nous avons siphonné le bécher n°06 pour pouvoir analyser quelques

paramètres et le tableau suivant donne les valeurs précises des paramètres de l’eau

décanté :

5,44,8

3,1 3,2 2,92,5

8 9 10 11 12 13

Turb

idit

é e

n N

TU

Taux de SA

Evolution de la turbidité



N° de bécher 06

Cond en µS/cm 37,5

Min en mg/L 35

pH 7,3

T en °C 24,3

Turb en NTU 2,5

Fer en mg/L 0,02

Matière organique en

mg/L

0,4

Tableau 21 : Quelques paramètres physicochimiques de l’eau traitée, source : auteur

Le résultat montre que pour une turbidité autours de 10 à 15NTU, il vaut mieux d’utiliser

le taux de SA entre 13 à 14 mg/L avec 1/5SA le taux de chaux.

b) Essai n°02 : Poudre de Mo et Md

Notons biens que le traitement par Mo et Md nécessite beaucoup de temps car le

poudre de Moringa présente une activité floculant insuffisante par rapport au sulfate

d’alumine ou chlorure ferrique. C’est la raison pour laquelle que le temps de séjour ou

le temps de décantation est plus important d’où plus exactement environs 02h00mn

pour avoir une qualité de l’eau traitée. Pendant le reste de l’expérience pour l’essai de

floculation avec le Moringa, le temps de séjour ci-dessus est validé (02h00mn

environs).

Essai pour le Mo :

Prélèvement : 12 Avril 2016 à 11h au Lac Mandroseza

Les tableaux ci-dessous montrent l’analyse de l’eau brute et de l’eau traitée lors de

l’essai par le Mo :



Paramètre Avant le jar-test Après le jar-test

Cond en µS/cm 32,6 33,4

Min en mg/L 29 30

pH 7,85 7,88

T en °C 21,3 21,7

Turb en NTU 14,8 3,1

Fer en mg/L 0,18 0,01

Matière organique en mg/L 2,4 2,5

Tableau 22 : Quelques paramètres physico-chimique de l’eau brute traitée par Mo, source :

auteur

N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo versé

en mg

0,0100 0,0500 0,0700 0,1000 0,1500 0,2000

Turb de

l’eau

décanté

4,2 3,1 3,1 4,8 10,9 18,2

Tableau 23 : Essai sur l’utilisation de Mo, source : auteur

Figure 24 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de la masse de la poudre de Mo,

source : auteur

0,01 0,05 0,07 0,1 0,15 0,2

4,23,2 3,3

4,8

10,9

18,2

Turb

idit

é e

n N

TU

Masse de la poudre de Mo




Essai pour le Md :

Prélèvement : 13 Avril 2016 à 08h au Lac Mandroseza

Nous avons procédé comme l’expérience précédemment et le résultat de l’essai est

donné par les tableaux ci-dessous :



Min en mg/L 29 37

pH 7,85 7,06

T en °C 21,3 20,01


Fer en mg/L 0,16 0,04

Matière organique en mg/L 2,75 2,9

Tableau 24 : Quelques paramètres physicochimiques de l’eau traitée par Md, source : auteur

N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo versé

en g

0,0100 0,0300 0,0500 0,0700 0,0800 0,1000

Turb de

l’eau

décanté

12,5 7,2 5,6 3,9 4,9 5,2

Tableau 25 : Essai sur l’utilisation de Md, source : auteur



Figure 25 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de la masse de la poudre de Md,

source : auteur

Maintenant, nous avons fait l’essai avec une même proportion de la poudre de

Moringa (même dose de Mo et Md utilisée pour le jar-test).

Prélèvement de l’eau brute : 14 Avril 2016 au Lac Mandroseza.

Le résultat de l’essai est donné par les tableaux ci-dessous


(Mo)

Après le jar-test

(Md)

Cond en µS/cm 35,0 40,9 38,0

Min en mg/L 32 37 34

pH 7,34 7,27 7,20

T en °C 21,3 21,7 21,7

Turb en NTU 14 3,2 4,1

Fer en mg/L 0,20 0,01 0,01

Matière organique en

mg/L

1,2 2,4 2,6

Tableau 26 : Quelques paramètres physicochimiques de l’eau traitée par Mo et Md,

source : auteur

0,01 0,03 0,05 0,07 0,08 0,1

12,5

7,2

5,6

3,94,9 5,3

1 2 3 4 5 6

Turb

idit

é e

n N

TU

Masse de la poudre de Md




N° de

béchers

01 02 03 04

Masse de

Mo et Md

versé en g

0,0500 0,0600 0,0700 0,0800

Turb de

l’eau

décanté(Mo)

5,3 4,7 3,2 4,3

Turb de

l’eau

décanté(Md)

6,4 5,2 4,1 6,1

Tableau 27 : Essai sur l’utilisation de Mo et Md, source : auteur

Figure 26 : Turbidité de l’eau décantée en fonction de la masse de la poudre de Md et Mo,

source : auteur

Après avoir effectué le test de floculation au laboratoire de JIRAMA Mandroseza, nous

arrivons à confirmer que le taux optimal de la poudre de Mo ou Md est de 70mg par

litre d’eau traitée pour une turbidité compris entre 10 à 15NTU. Mais si la turbidité de

l’eau brute augmente cela engendre une augmentation de taux de poudre utilisé

pendant le traitement.

Activation de la poudre de Moringa :

Durant l’expérience réalisée au laboratoire de JIRAMA Mandroseza, nous

envisageons le remplacement du sulfate d’alumine et la chaux par la poudre de

5,34,7

3,2

4,3

6,4

5,2

4,1

6,1

0,05 0,06 0,07 0,08

Turb

idit

é e

n N

TU

Masse de la poudre de Mo et Md


Série1

Série2



Moringa comme coagulant d’origine végétale pour empêcher l’importation de SA à

l’extérieurs ; mais d’un point de vue technique, ça présente un problème majeur car

nous avons déjà dit au paragraphe précédent lors de l’essai de floculation que

l’utilisation de la poudre comme floculant nécessite beaucoup de temps c’est-à-dire

02h 00mn de décantation contre 15 à 20mn de temps de séjour pour le SA et chaux

d’où c’est la raison pour laquelle que nous pensions l’activation de la poudre de Mo et

Md en utilisant des produits capable d’améliorer le temps de séjour.

Plusieurs essais sont faits pendant l’étude effectuée au laboratoire pour avoir la qualité

de l’eau traitée à savoir l’essai de Mo avec une petite quantité de polymère qui est

utilisé lorsqu’il y a une augmentation brusque de la turbidité de l’eau brute du lac

Mandroseza c’est-à-dire en période d’été, l’essai avec une portion d’acide acétique,

l’acide citrique et l’acide chlorhydrique. Seul le dernier essai, a donné un résultat

intéressant, est présenté dans cette ouvrage (avec l’acide chlorhydrique).

a) Essai n°01 : Mo avec HCl 0,5N

Prélèvement de l’eau brute au Lac Mandroseza : 08h00mn le 20 Avril 2016

Dans la suite de l’étude, nous avons utilisé le taux optimal de la poudre (70 mg/L) et

nous avons trouvé un temps de séjour réduite à la moitié c’est-à-dire 01h00mn contre

02h00mn sans activation.

De plus, la seule différence de l’essai par la poudre de Moringa par le SA est la vitesse

du floculateur d’où une agitation rapide 100tr/mn pendant 2mn et une agitation lente

30tr/mn durant 20mn contre 40tr/mn pour le SA.

Le tableau ci-dessous montre le résultat de l’essai de floculation :



N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo versé

en g/l

0,0700

Volume

de HCl

0,5N en

mL

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Turb de

l’eau

décanté

6,5 7,6 6,5 6,2 6,6 7,4

Tableau 28: Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 0,5N, source : auteur

Résultats de l’essai n°01 :


(Mo)

Cond en µS/cm 35,5 38

Min en mg/L 30 31

pH 7,45 7,26

T en °C 20,9 20,6


Tableau 29 : Paramètres physiques de l’eau brute et de l’eau traitée en utilisant la poudre

de Mo activée à l’HCl 0,5N, source : auteur

b) Essai n°02 : Mo avec HCl 01N

Prélèvement au Lac Mandroseza : 08h00mn le 20 Avril 2016

Tableaux d’illustration des résultats :




(Mo)


Min en mg/L 30 32

pH 7,45 7,28

T en °C 20,9 20,7


Tableau 30 : Paramètres physiques de l’eau brute et de l’eau traitée en utilisant la poudre de

Mo activée à l’HCl 1N, source : auteur

N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo versé

en g

0,0700

Volume

de HCl 1N

en mL

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Turb de

l’eau

décanté

4,8 5,0 4,8 5,6 5,2 5,8

Tableau 31 : Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 1N, source : auteur

c) Essai n°03 : Mo avec HCl 0,8N

Prélèvement : 08h 00mn au Lac Manroseza

Tableaux des résultats :




(Mo)


Min en mg/L 29 34

pH 7,32 6,98

T en °C 21,1 21,0



Mo activée à l’HCl 0,8N, source : auteur

N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo versé

en g

0,0700

Volume

de HCl

0,8N en

mL

0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Turb de

l’eau

décanté

4,9 6,3 4,5 7,9 5,7 5,8

Tableau 33 : Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 0,8N, source : auteur

d) Essai n°04 : Mo avec HCl 0,9N

Prélèvement : 21 Avril 2016 à 08h00mn au Lac Mandroseza

Les valeurs acquis durant l’essai sont donnés par les tableaux suivants :



Paramètre Avant le jar-test Après le jar-test (Mo)


Min en mg/L 29 32

pH 7,45 7,22

T en °C 22,1 22,4

Turb en NTU 12 4,4


Mo activée à l’HCl 0,9N, source : auteur

N° de

béchers

01 02 03 04 05 06

Masse

de Mo

versé en

g

0,0700

Volume

de HCl

0,9N en

mL

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Turb de

l’eau

décanté

4,4 4,4 4,6 5,1 9,5 7,7

Tableau 35 : Essai sur l’utilisation de Mo et HCl 0,9N, source : auteur



Figure 27 : Dose optimal de HCl 0,9N versé ; source : auteur

Les résultats de l’essai de traitement nous montrent que l’activation par l’acide

chlorhydrique à 0,9N de la poudre de Moringa est une méthode efficace pour réduire

le temps de séjours pendant la décantation des flocs formés. Selon le tableau ci-

dessus, nous remarquons que l’HCl 0,9N à 2 gouttes donne un résultat optimal. Si on

traduit en termes d’unité, environ 0,1 mL d’HCl 0,9N.

Par ailleurs, si on compare par le floculant chimique SA utilisé au JIRAMA, la poudre

de Moringa présente quelques difficultés à savoir la production manuelle (les graines)

et le temps de séjour à moitié résolu.

Essai pour une turbidité supérieure

Pour connaitre l’efficacité de la poudre utilisée pour un type de traitement de l’eau brute

à forte turbidité : nous avons fait l’essai de floculation avec l’eau brute prélevée à

Andranomahery Anosiala. Lors de l’expérience, nous avons vu que le temps de

séjours est très important c’est-à-dire environs 08h00mn.

a) Essai de floculation par Mo et Md

Prélèvement de l’eau brute : 06h 00mn Andranomahery Anosiala le 13 juillet

2016

La turbidité et le temps de séjours sont très importants en jar-test ; lorsque l’eau est

turbide, cela engendre une augmentation de temps de décantation pour avoir la valeur

de la turbidité minimale. Les tableaux suivants montrent l’essai et les résultats :

4,4 4,24,6

5,1

9,5

7,7

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Turb

idit

é e

n N

TU

Volume de HCl versé



N° bécher 01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo et Md en

g

0,0500 0,0600 0,0700 0,0800 0,0900 0,1000

Turb de l’ED

traitée par

Mo pendant

2h

13,7 13,6 12,7 13,0 13,1 13,9

Turb de l’ED

traitée par

Md pendant

2h

19,1 18,9 17,6 20,8 21,4 22,3

Turb de l’ED

traitée par

Mo pendant

4h

9,6 9,1 8,5 9,9 10,1 10,5

Turb de l’ED

traitée par

Md pendant

4h

16,9 16,0 15,1 17,9 18 19,5

Turb de l’ED

traitée par

Mo pendant

6h

8,8 8,2 7,9 8,1 9,1 9,6

Turb de l’ED

traitée par

Md pendant

6h

13,5 12,9 12,4 13,4 14,1 14,9

Turb de l’ED

traitée par

Mo pendant

8h

8,5 8,2 7,2 7,9 8,3 8,9

Turb de l’ED

traitée par

Md pendant

8h

12,7 12,5 10,1 11,9 12,2 13,7

Tableau 36 : Jar-test de Mo et Md, Source : Auteur



Quelques

paramètres

physico-chimiques

Avant jar-test Après jar-test

Mo Md

Cond en µS/cm 32 35 38

Min en mg/L 30 32 35

pH 7,56 7,20 7,33

Turb en NTU 53,1 7 10,1

T° en °C 17,9 18,1 18,2

Fer en mg/L 0,9 0,09 0,01

MO en mg/L 2,2 2,5 2,7

Tableau 37 : Quelques paramètres physico-chimiques, Source : Auteur

b) Essai de floculation par SA et Chaux

Pour déterminer le taux optimal de SA, l’essai suivant est réalisé et nous avons les

résultats illustrés par les tableaux ci-dessous :

N° bécher 01 02 03 04 05 06

t 16 17 18 19 20 21

Volume de

SA en mL

1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1

Volume de

chaux : 1/5

de SA en

mL

0,32 0,34 0,36 0,38 0,40 0,42

Turb de

l’ED

pendant

20mn

5,8 5,5 5,4 5,1 4,2 5,2

Turb de

l’ED

pendant

40mn

5,6 5,5 5,1 5,0 4,1 5,2

Tableau 38 : Jar-test de SA et Chaux, Source : Auteur



Quelques

paramètres

physico-chimiques


Cond en µS/cm 32 38,2

Min en mg/L 30 36

pH 7,56 6,96


T° en °C 17,9 18,2

Fer en mg/L 0,9 0,02

MO en mg/L 2,2 1,3

Tableau 39 : Paramètres physico-chimiques, Source : Auteur

c) Activation de la poudre de Mo par l’acide chlorhydrique à 0,9N

N° bécher 01 02 03 04 05 06

Masse de

Mo en g

0,0500 0,0600 0,0700 0,008 0,0900 0,1000

HCl 0,9N en

mL

0,1

Turb de

l’ED

pendant 2h

9,1 8,5 7,9 8,4 9,2 9,5

Turb de

l’ED

pendant 4h

8,6 7,8 7,2 8 8,8 9,1

Tableau 40 : Activation de Mo, Source : Auteur



Quelques

paramètres

physico-chimiques


Cond en µS/cm 32 39

Min en mg/L 30 33

pH 7,56 7,1


T° en °C 17,9 18,3

Fer en mg/L 0,9 0,01

MO en mg/L 2,2 2,6

Tableau 41 : Résultats de l’activation, Source : Auteur

Donc, pour une turbidité de l’eau brute 53NTU, il faut nécessaire 70mg de la poudre

pour réduire à 7NTU la turbidité et le temps de séjours est environs 08h pour la poudre

seulement, 04h avec l’activation de la poudre.

Den plus, si la turbidité de l’eau traitée est forte : notre floculant est incapable de

réduire la turbidité pour respecter la norme.

Réaction chimique présente au cours de floculation

La poudre de Moringa contienne environs 38% des protéines qui sont les constituants

essentiels de nombreux tissus vivants, végétaux ou animaux et, en outre, jouent un

rôle de floculant quand on dissout dans l’eau grâce au molécule appelé polyélectrolyte.

Les protéines résultent de la condensation d’un grand nombre de molécules

d’aminoacide, selon la réaction suivant :



NH2

CH

R

COOH NH2

CH

R'

COOH NH2

CH

R''

COOH

NH2

CH

R

CO

NH CH

R'

CO

NH CH

CO

R"

nH2O

a) Poudre de Moringa avec l’eau :

Une fois introduit dans l’eau la poudre, le groupement amine dans la protéine agisse

directement sur l’eau.

En présence d’eau, les amines se comportent comme des bases de Bronsted et fixent

un proton, en donnant une charge positive sur le site.

La présence du polyélectrolyte cationique déstabilise les particules colloïdales et il y a

une formation des flocs dans l’eau après quelques minutes d’agitation lente.

b) Poudre de Moringa activée par l’acide chlorhydrique 0,9N :

Notons bien que le temps de séjours est plus important lorsqu’on utilise seulement de

la poudre de Moringa car la réaction ci-dessus est un peu lente d’où la raison pour

laquelle on introduit quelques gouttes d’acide chlorhydrique pour faciliter la réaction :

c’est l’activation de la poudre par l’acide.

Le mécanisme de la réaction ne change plus, mais en présence d’un acide (HCl) :

nous avons arrivé à modifier la cinétique de la réaction.

En d’autre terme, le pH de floculation de la poudre se favorise en milieu légèrement

acide.

III Analyse physico-chimique et microbiologique de l’eau traitée par Moringa

Oleifera et Drouhardii

But de l’analyse de l’eau traitée

Pour pouvoir confirmer au publique que l’eau traitée par la poudre de Mo et Md est

potable, sans substance toxique pour l’humanité ou d’autres éléments indésirable :



l’analyse de l’eau entre en jeux et nous avons fait l’opération au laboratoire du JIRAMA

Mandroseza.

L’analyse de l’eau nous permet aussi de déterminer la composition de l’eau pour

pouvoir prendre une autre solution en cas de résultat qui ne respecte pas la norme.

Une analyse régulière est importante pour les raisons suivantes :

elle permet de définir les problèmes existants;

elle garantit une eau qui convient à l'utilisation prévue;

elle garantit une eau potable sûre;

elle permet de vérifier l'efficacité du système de traitement.

Processus à l’échelle laboratoire de traitement des eaux

a) Traitement par le taux optimal de la poudre activée par l’acide

Le traitement, se fait par le floculateur au laboratoire, consiste à introduire dans chaque

bécher d’un (01) litre contenant l’eau brute le même taux recherché pendant l’essai de

floculation c’est-à-dire 70mg de la poudre activée par deux (02) gouttes (équivalent à

0,1 mL) d’acide chlorhydrique 0,9N. La dose est équivalente pour les deux espèces

de Moringa.

Ensuite, nous effectuons une agitation rapide à 100tr/mn pendant 2mn, puis une

agitation lente à 30tr/mn pendant 20mn. Laisse reposer pendant 40 à 45mn et on

passe par le protocole suivant : c’est la filtration.

b) Filtration de l’eau traitée

La filtration est un procédé de séparation permettant de séparer les constituants d'un

mélange qui possède une phase liquide et une phase solide au travers d'un milieu

poreux. La filtration a donc pour but de retenir les flocs résiduels et des particules en

suspension dans l’eau mais aussi une élimination des bactéries, de la turbidité et

indirectement de certain boue et odeur.

Nous avons utilisé des sables de diamètre compris entre 0,5 et 1mm et une hauteur

de 30cm comme outil de filtration. La figure suivante illustre le matériel de filtration

utilisé lors de l’opération :



Figure 28 : Filtration monocouche, source : auteur

c) L’analyse

Analyse physico-chimique de l’eau :

Température :

La température de l'eau est un paramètre de confort pour les usagers. Elle permet

également de corriger les paramètres d'analyse dont les valeurs sont liées à la

température (conductivité notamment). De plus, en mettant en évidence des

contrastes de température de l'eau sur un milieu, il est possible d'obtenir des

indications sur l'origine et l'écoulement de l'eau.

Conductivité :

La conductivité d'une eau est sa capacité à conduire plus ou moins bien un courant

électrique la traversant. La conductivité est proportionnelle à la concentration d’ions

présents dans la solution. La conductivité est également fonction de la température de

l'eau : elle est plus importante lorsque la température augmente. Les résultats de

mesure doivent donc être présentés en termes de conductivité équivalente à 20 ou

25°C. Les appareils de mesure utilisés sur le terrain effectuent en général

automatiquement cette conversion.

La conductivité est également l'un des moyens de valider les analyses physico-

chimiques de l'eau : la valeur mesurée sur le terrain doit être comparable à celle

mesurée au laboratoire.

pH :

Le pH (potentiel hydrogène) est une des caractéristiques fondamentales de l'eau.

Celui-ci est représentatif de la concentration en ions 𝐻+ (hydrogène) dans l'eau. La



valeur du pH est à prendre en considération lors de la majorité des opérations de

traitement de l'eau, surtout lorsque celle-ci font appel à une réaction chimique. Ce

paramètre caractérise un grand nombre d'équilibre physico-chimique et dépend des

facteurs multiples.

Turbidité :

La turbidité est représentative de la transparence d'une eau. Cette transparence peut

être affectée par la présence des particules en suspension et des matières colloïdales

dans l'eau (limons, argiles, micro-organismes...). La turbidité est un paramètre

important dans les différentes normes fixant la qualité des eaux potables.

Titre de l'eau :

Des paramètres globaux permettent de mesurer les concentrations d'ions d'une même

"famille" : les titres (unité : meq. l-1 ou ºf). Les titres permettent dans la plupart des

traitements, de connaître suffisamment les caractéristiques de l'eau pour les

dimensionner ou les conduire.

La minéralisation de la plupart des eaux est dominée par huit ions appelés

couramment les ions majeurs. On distingue les cations : calcium, magnésium, sodium

et potassium, et les anions : chlorure, sulfate, nitrate et bicarbonate.

Le fer :

La présence de fer dans les eaux souterraines a des multiples origines : le fer, sous

forme de pyrite 𝐹𝑒𝑆2, est couramment associé aux roches sédimentaires déposées en

milieu réducteur (marnes, argiles) et aux roches métamorphiques. Il se retrouve

souvent à de fortes concentrations dans les eaux des cuirasses d'altération de socle.

Présent sous forme réduite 𝐹𝑒2+, le fer est oxydé par l'oxygène de l'air et précipite

sous forme ferrique lorsque l'eau est pompée :

𝐹𝑒2+ → 𝐹𝑒3+ + 𝑒−

Les dalles de forages ou puits sont alors colorées en brun/rouille et les populations se

désintéressent parfois de la ressource car l'utilisation d'une eau chargée en fer pour la

lessive colore le linge et, consommée directement ou sous forme d'infusion (thé…),

peut avoir un goût prononcé.

La matière organique :

La matière organique est la part de la matière formée des êtres vivants végétaux,

animaux, ou micro-organismes, formant ensemble la biomasse, ou la matière résultant

de leur décomposition.



Dureté de l'eau :

La dureté d'une eau est déterminée par la présence d'ion calcium et magnésium.

Lorsque ces 2 ions sont présents en forte concentration, l'eau est dite dure. Dans le

cas contraire, elle est dite douce. Lorsqu'une eau dure est chauffée, on observe

l'apparition d'un précipité : il s'agit du tartre, ou calcaire. L'unité utilisée pour la dureté

de l'eau est le degré français (titre hydrotimétrique).

Alcalinité :

Capacité de l'eau à neutraliser des acides. Cette propriété dépend entre autres de la

concentration en carbonate, bicarbonate et hydroxydes de l'eau. L'alcalinité se mesure

en milligramme par litre équivalent carbonate de calcium (mg/L 𝐶𝑎𝐶𝑂3).

Analyse bactériologique de l’eau :

Avant toute opération d’analyse, on doit respecter des règles strictes d’hygiène dans

le laboratoire comme le port de blouse, le port de sur chaussure pour éviter tout risque

de contamination bactérienne. Le but de l’analyse est la mise en évidence des germes

ou test de contamination fécale.

Coliformes totaux ou bactérie coliforme :

L’ensemble des micro-organismes qui se développent en présence d’oxygène à 22°C

et 36°C.

Bactéries anaérobies sulfite réductrices abrégé en ASR :

Ces bactéries se développent sans oxygène et elles ont la possibilité de se transformer

sous une forme de spore résistante aux conditions défavorables. Ce sont des

indicateurs de contamination ancienne et/ou chronique, de pénétration des eaux de

ruissellements dans les ouvrages de captages.

Coliformes Escherichia coli (E. Coli) ou coliformes fécaux :

Germes vivant en abondance dans les matières fécales des animaux à sang chaud,

ils constituent des indicateurs fécaux de première importance. Ce sont aussi des

indicateurs d’efficacité de traitement à cause de leur résistance à certains agents

antiseptiques. E. coli est un groupe de bactéries très pathogènes faisant partie de la

famille des coliformes. Il se développe dans les intestins humains et animaux donc leur

origine est strictement fécale. Il est aussi utilisé comme indicateur d’efficacité de

traitement.

Entérocoques intestinaux ou streptocoques fécaux :



Micro-organismes vivants dans les matières fécales. Ils sont plus résistants que les

coliformes, on les utilise comme indicateur de pollution en faisant le rapport entre le

taux d’entérocoques et de coliformes qui permet de cerner si la pollution est d’origine

humaine ou animale. Les entérocoques sont aussi utilisés comme indicateur

d’efficacité de traitement.

Résultats d’analyse

Remarque :

Les modes opératoires de l’analyse effectuée sont donnés dans l’annexe du livre.

a) Résultat d’analyse physico-chimique

Le résultat d’analyse de l’eau traitée par les floculant végétale est représenté par le

tableau suivant :

Paramètres physico-chimique

ET par Mo

activée

ET par Md

activée NORMES

TEMPERATURE °C 20,9 20,9 20 à 25

TURBIDITE NTU 2,3 4,84 <5

pH 7,45 7,38 6,5 à 9

CONDUCTIVITE µS/cm 41,3 30 <3000

MINERALISATION mg/L 38 35

DURETE TOTALE °f 3,4 2,5 <50

DURETE CALCIQUE °f 1,9 1,5

TITRE ALCALIMETRIQUE °f 0 0

TITRE ALCALIMETRIQUE COMPLET °f 1,7 1,3

CALCIUM mg/L 7,6 6 200

MAGNESIUM mg/L 3,645 2,43 50

CARBONATES mg/L 0 0

BICARBONATES mg/L 20,74 15,86

MATIERES ORGANIQUES mg/L 2,50 2,58 <2

AMMONIUM mg/L 0,07 0,07 <0,5

FER TOTALE mg/L 0,01 0,01 <0,5



CHLORURES mg/L 14,2 10,65 <250

SULFATES mg/L 0 0,3 <250

NITRITES mg/L 0 0 <0,1

NITRATES mg/L 0,4 0,03 <50

SODIUM mg/L 3,73 3,73

Tableau 42 : Résultats d’analyse physicochimique de l’eau traitée, source : auteur

b) Résultat d’analyse microbiologique

Le tableau suivant donne l’analyse bactériologique de l’eau traitée :

Bactéries ET par Mo ET par Md Norme

COLIFORMES

TOTAUX

0 0 0 / 100 mL

STREPTOCOQUES

FECAUX

0 0 0 / 100 mL

COLIFORMES

THERMO-

TOLERANTS

(E.COLI)

0 0 0 / 100 mL

CLOSTRIDIUM

SULFITO-

REDUCTEUR

0 0 <2 / 20 mL

Tableau 43 : Résultats d’analyse bactériologique de l’eau traitée, source : auteur

c) Interprétation des résultats d’analyse

L’analyse de l’eau traitée nous montre que notre floculant est efficace pour la

clarification des eaux brute quel que soit la turbidité. Seul la différence par rapport au

SA est la quantité de l’eau traitée car le temps de séjours de l’eau traitée par le Moringa

est important.



CONCLUSION PARTIELLE

L’étude expérimentale nous a permis de voir clairement le processus de traitement

d’un amont à l’aval l’utilisation des graines de Mo et Md comme floculant de type

végétale. Les graines de Moringa sont collectées puis passés par une opération de

traitement enfin d’avoir la poudre contient environs 28 à 35% des huiles. Pour ce type

de produit, l’existence d’huile freine l’activité floculant de la poudre d’où la raison pour

laquelle que nous avons enlevé la matière grasse par une opération appelée :

extraction par solvant à froid.

L’utilisation du coagulant naturel de graine de Mo activé par l’acide chlorhydrique 0,9N

est l’une de ses potentialités qui s’est avérée intéressante pour faciliter le traitement

des eaux chargées d’impuretés. Les effets sur l’élimination de ces impuretés et la

réduction des charges bactériennes sont concluants.



PARTIE III. INGENIERIE ET APPROCHE ECONOMIQUE

Chapitre I- CONTEXTE ET GENERALITE SUR LE PROJET

Chapitre II- CONCEPTION DES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT

DES EAUX POTABLE

Chapitre III- ETUDE ECONOMIQUE ET IMPACT

ENVIRONNEMENTALE



PARTIE III. INGENIERIE ET APPROCHE ECONOMIQUE

Chapitre I CONTEXTE ET GENERALITE SUR LE PROJET

Contexte de l’étude

L’accès à l’eau propre et à des installations sanitaires conditionne une vie saine et le

développement d’une région. La mortalité infantile recule, des femmes ne doivent plus

transporter l’eau et la productivité augmente. La construction d’approvisionnement en

eau et de latrines, l’éducation à l’hygiène ainsi que l’engagement pour une politique de

l’eau juste relèvent des tâches les plus importantes de notre projet.

Grace à un arbre magique appelé Mo, nous pouvons imaginer un projet

d’assainissement d’eau potable à l’aide de floculant végétale : la poudre de Mo. Le

Moringa est l’un des arbres tropicaux les plus utiles. Il se propage facilement, aussi

bien de manière végétative que sexuée, et il est peu exigeant en eau et matières

minérales. Ainsi, sa production et son entretien sont aisés.

Objectif du sujet

La modernisation des systèmes d’approvisionnement en eau potable dans les centres

urbains ou les villages et leur élargissement dans les grandes villes poursuit deux

objectifs principaux.

a) L’eau pour la santé

Le premier objectif principal de l’approvisionnement en eau potable est de contribuer

à l’amélioration de la santé des populations par la limitation des risques de santé en

leur apportant une eau saine et en quantité suffisante.

b) L’eau pour les activités socio-économiques

Le deuxième objectif, souvent occulté ou négligé particulièrement dans les localités de

faible importance, en raison de l’urgence du premier est la prise en compte des usages

de types artisanal ou industriel. L’eau est un service structurant des centres urbains et

petits en pleine croissance.

Le premier objectif se décline deux objectifs spécifiques. Le premier objectif spécifique

est de mettre l’eau à la disposition de toutes les couches sociales de la population

dans des conditions d’acceptabilité raisonnables. Il exprime le caractère social de l’eau

et la mission de service public que doivent remplir les gestionnaires des systèmes. Le



second objectif spécifique est la pérennité économique et financière des systèmes.

Cet objectif sous-entend non seulement une hiérarchisation des usages, mais aussi

des niveaux de service et de confort. L’eau est un bien économique qui doit être géré.

Fiche signalétique du projet :

Forme juridique : SARL

Coût du projet : 368 800 000 Ar

Nombre d’employés : 21. [22]

Des projets d’accès à l’assainissement

Mais conduire des projets d’eau potable n’est pas suffisant, il existe au moins 4 bonnes

raisons pour également réaliser des projets d’accès à l’assainissement à savoir :

a) Le manque d’accès à l’assainissement

C’est le principal responsable des maladies diarrhéiques qui tuent chaque année 2

millions de personnes dans le monde, et 90% des victimes sont des enfants de moins

de 5 ans. L’accès à l’assainissement sauve des vies et contribue à améliorer de

manière significative la santé des habitants, en particulier au sein des groupes les plus

fragiles.

b) Contrôle des rejets

Dans le même temps, l’assainissement réduit la menace qui représente le rejet

incontrôlé des effluents sur les ressources en eau et l’environnement. Il procure ainsi

aux habitants un environnement de meilleure qualité.

c) Problème pour la productivité

Le manque d’assainissement pèse également directement sur la capacité de travail

des habitants et sur le dynamisme de l’économie.

d) Le préjudice

Enfin, le préjudice lié au manque d’accès à l’eau et l’assainissement cause, dans les

pays en développement, la perte de 443 millions des jours de scolarité chaque année

en raison des maladies véhiculées par l’eau.

L’assainissement est aujourd’hui reconnu comme un enjeu environnemental majeur,

ainsi que comme un facteur incontournable pour le développement économique et

social des pays en développement. [10]



Approvisionnement en eau les mieux adaptés selon la taille des localités

Le tableau suivante donne l’assainissement le mieux adapté selon le nombre de la

population :

Nombre de population Type de projet d’assainissement

500 à 1000 Puits,

1000 à 2000 AEP solaire, AEP gravitaire,

Supérieur à 2000 AEP thermique

Tableau 44 : Assainissement correspond au nombre d’habitant

Plus une localité regroupe un faible nombre d’habitants, moins la solution fera appel à un haut niveau de technicité. L’élément déterminant est le coût de revient de production de l’eau. Dans une localité de petite taille, un “gros” système de production et de distribution d’eau potable (de type adduction d’eau potable fonctionnant avec de l’énergie thermique) sera rarement viable : les charges d’entretien et de renouvellement sont trop importantes pour être financées par un nombre limité de familles. A contrario, les équipements de petite puissance (comme le pompage solaire) ne sont pas adaptés aux grosses localités : leurs capacités de production sont trop faibles pour satisfaire la demande de tous les usagers. [10]

Identification des besoins en personnel

Comme toute organisation, qu’elle soit à but lucratif ou non, l’entreprise a besoin du

personnel pour qu’elle fonctionne ; celui-ci concerne l’effectif, il diffère selon la taille de

l’entreprise.

Selon le nombre de personnel, on classe les entreprises par le nombre des salariés,

d’où la notion de très petite entreprise, petite entreprise, moyenne entreprise, et enfin

grande entreprise. Les petites et moyennes entreprises sont caractérisées par leur

légère structure organisationnelle, leur effectif en nombre réduit.

Pour la mise en marche de notre entreprise, nous avons besoin des personnels stables

pour le fonctionnement de l’usine, un gérant, deux chefs de production, deux

secrétaires comptables, deux magasiniers, deux chauffeurs et deux gardiens.

Nous avons besoins un laborantin pour assurer la qualité des produits au niveau de

l’AEP et aussi la production de la poudre, deux personnes qui travaillent pour la

maintenance de l’ouvrage et la distribution ; et une personne chargée de la ressource

humaine de la société. Pour assurer les tâches de la société, nous avons besoins, six

(06) ouvriers permanent.



Cependant la stabilité du personnel est limitée dans le temps. Pour obtenir un bon

rendement, l’entreprise doit avoir un personnel stable, car l’initiation au travail

demande beaucoup de temps.

L’effectif du personnel représente le nombre total d’employés qui travaillent dans une

même unité ou entreprise. Le principe de recrutement du personnel dans notre société

est basé sur la qualification et les expériences de l’individu concerné. Le nombre du

personnel dépend par la suite de la pluralité des tâches dans l’entreprise.

Organigramme simplifié

Le bon fonctionnement de l’entreprise dépend en grande partie de la ressource

humaine. L’existence d’une bonne organisation est donc primordiale pour toute

entreprise qui souhaite atteindre son objectif avec efficience. C’est-à-dire comme toute

entreprise, notre projet aura besoin d’une organisation solidement fondée pour que

chaque postulant sache ce qu’il entreprend.

Le schéma de répartition de hiérarchisation et de coordination des fonctions que nous

proposons se présente comme suit :



Figure 29 : Organigramme de la société, source : auteur

Aujourd’hui, les ressources humaines sont considérées comme des personnels.

Ils doivent avoir des qualifications pour assurer des services de qualité, et pour pouvoir

participer au bon fonctionnement de la société. Les stratégies que nous envisageons

d’adapter sont de respecter le principe des cinq zéros à savoir :

Zéro panne : quand notre machine administrative sera toujours en bonne

marche ;

Zéro délai : bonne décision prise à courte durée ;

Zéro défaut : suivre une production de qualité respectant les normes ;

Zéro stock : réduction au minimum des stocks dans la limite des stocks de

sécurité ;

Zéro papier : réduction au minimum de toutes les paperasseries. [10]

Gérant

Département de l’AEP

Ressources humaines

Contrôle qualité

Département de la plantation et production de la poudre

Magasinier

Contrôle de l’ouvrage et la distribution

Secrétaire comptable

Transports

Secrétaire comptable

Magasinier

Ouvrier Service de transport

Ouvriers

Gardien Gardien



Techniques de base de plantation de Mo

a) Reproduction

Le Mo peut se multiplier par graine, par bouture, par rejets de souche et drageons des

tiges ensevelies par les crues. Mais les deux principales méthodes sont la

multiplication par semis des graines et la multiplication par bouturage.

Multiplication par semis de graines

Ce mode de multiplication est surtout utilisé en Afrique. Les fruits sont récoltés à

maturité sur l'arbre avant qu'ils ne tombent, séchés au soleil, battus, vannés.

Les graines ne présentent pas de phénomène de dormance et peuvent être semées

dès la récolte, sans traitement préalable. Les semis directs sont possibles mais doivent

être obligatoirement protégés du bétail, du feu et des insectes. Ils peuvent être mis

dans des sachets avec 15cm de terre mouillés.

Multiplication par bouture

C'est la méthode de multiplication la plus répandue, elle est davantage pratiquée car

les arbres issus des graines produisent de moins bons fruits.

Les boutures de rameaux, quels que soient leur longueur et leur diamètre, s'enracinent

facilement. Les boutures sont mises en place directement, après que les plaies soient

bien installées. Elles doivent être protégées contre le bétail. Pour des grandes

plantations, les boutures peuvent être mises en place dans des sachets.

b) Culture, généralités

Pour avoir une bonne culture de Mo, les conditions suivant sont à accomplir :

Altitudes de pousse : idéales, de 100 à 700 mètres ; acceptables, de 0 à 1300

mètres

Précipitations idéales : de 700 à 850 mm/an ; acceptables, de 100 à1500 mm/an

Températures : idéales, de 22 à 25° C acceptables, de 8 à 45° C

Sols : légèrement acides, argilo-sableux bien drainés, alluvions argileux ou de

limon sablonneux

La croissance des semis est plus rapide et les propriétés intrinsèques du Mo sont d’un

rendement plus important à la saison sèche fraîche qu’à la saison sèche chaude.

Le Mo se plaît en milieu aride ou semi-aride, préférer donc les sols ‘pauvres’, malgré

sa robustesse et son adaptabilité, il est donc préférable de planter les graines (à

profondeur de 3cm) en fin de saison des pluies, juste avant la saison sèche fraîche.



Cultiver à l’abri du soleil direct (demi ombre) jusqu’à une hauteur approximative de 60

cm.

Espacer les plants d’environ 1,20 m en culture vivrière et de 1,50m en reboisement.

Mais pour notre étude qui vise à la production de graines, il est préférable d’espacé

environ 3m.

Arroser modérément (1ère semaine : max 2 fois /jour, 2ème semaine : max tous les 2

jours, ensuite : régulation selon observations).

Les feuilles (grâce à leur forte teneur en phosphore et en azote) produisent un humus

qui fertilise les sols, les racines favoriseraient une remontée du phosphore du sol vers

la surface.

L’ombre offerte par la couronne en ombrelle de l’arbre permet de réintroduire des

cultures traditionnelles, culture mixte, entre les arbustes espacés d’environ 3m.

Chaque nouvel arbuste fournira des graines environ à l’âge de 6 à 12 mois.

c) Accélérateurs de croissance végétale

L’extrait à l’éthanol à 80 % obtenu à partir des feuilles de Moringa contient des facteurs

de croissance (hormones du type cytokinine). Cet extrait peut être utilisé en aspersion

sur les feuilles pour accélérer la croissance des jeunes plantes. Ce traitement aux

hormones de croissance augmente aussi la robustesse des plantes et leur résistance

aux maladies. De plus, les fruits sont plus abondants et plus gros, ce qui augmente le

rendement des arbres lors de la récolte.

L’aspersion des feuilles avec l’extrait de Moringa préparé avec de l’éthanol à 80 % puis

dilué dans de l’eau produit des effets significatifs : croissance plus vigoureuse sur un

cycle de vie plus long ; racines, tiges et feuilles plus robustes, fruits plus gros, teneur

plus élevée en sucre, etc. L’utilisation de cet extrait permet d’augmenter globalement

les rendements de 20 à 35 %. [12], [23], [25]



Chapitre II OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT DES EAUX POTABLES

Système de captage

Le système de captage comprendra

Une grille grossière constituée des barreaux métalliques d’espacement 20 mm

destinée à la rétention des matières grossiers contenues dans l’eau. Le

dégrillage se fera manuellement ;

Deux grilles à mailles fines (dont une en secours), constituées des barreaux

métalliques d’espacement 5mm. Le dégrillage se fera aussi manuellement. [26]

Pompage de l’eau brute

Le pompage se fait en générale à l’aide d’un moteur électrique, à débit désiré selon le

type d’assainissement, pour alimenter la cuve de floculation. [26]

Floculation-décantation

L’instauration d’un régime hydraulique permette à ces flocs très légers de se déposer

dans un ouvrage d'où l'on pourra les ôter commodément.

Il existe plusieurs décanteurs à savoir : le décanteur à flux horizontaux, le décanteur à

flux verticaux, le décanteur à circulation des boues, le décanteur à lits des boues

pulsées, le décanteur lamellaire et le décanteur flocs lestés. Parmi ces plusieurs

décanteurs, seul le mieux adapté à notre projet est présenté ici : c’est le décanteur

lamellaire.

a) Décanteur amélioré - décanteurs à lamelles

L'amélioration des décanteurs horizontaux passe par une évacuation du dépôt de

boues plus rapide. Pour cela il suffit que la surface sur laquelle le floc se dépose soit

inclinée pour que ce dernier puisse glisser vers le bas au fur et à mesure. D'où la

réalisation des modules lamellaires insérés dans un décanteur, dont la surface S (L x

l) de chaque lamelle devient une surface de décantation, l'angle d'inclinaison étant un

des éléments importants de ce système.

Ce type d'ouvrage s'insère, dans une filière de traitement d'eau potable, à l'aval d'un

floculateur qui assure la formation et la maturation du floc.

L'eau floculée alimente par le bas un faisceau des plaques ou des tubes parallèles

inclinés. L'eau et le floc circulent en sens inverse d'où le terme "contre-courant".



L'espace constitué entre chaque lamelle représente un décanteur modulaire dont le

pouvoir de coupure est caractérisé par le rapport du débit transité (Q) à la surface

projetée (Sp) de la lamelle.

Figure 30 : Représentation de la lamelle

Les paramètres les plus importants sont les suivants :

Angle d'inclinaison (A) des plaques pour assurer l'écoulement des boues sous

l'effet de la gravité,

Vitesse de Hazen réelle (Q/Sp),

Écartement (e) des plaques ou diamètre des tubes pour favoriser

l'établissement d'un régime laminaire.

Longueur (L) des plaques,

Vitesse dans la zone d'alimentation en flocs. [26]

b) Avantage du décanteur lamellaire

Le décanteur présente les avantages suivants :

La compacité par rapports aux décanteurs statiques conventionnels qui

conduits à des économies importantes de place et de coût,

L’efficacité qui résulte de l'accroissement de la surface de décantation,

La fiabilité qui est induite par la simplicité du décanteur.



Figure 31 : Schéma de principe du décanteur lamellaire

[14] Avec,

1 : Arrivée de l'eau brute,

6 : Modules lamellaires,

2 : Injection des réactifs : la poudre combinée par l’acide,

7 : Tubes de reprise d'eau décantée,

3 : Zone de mélange rapide,

8 : Sortie d'eau décantée,

4 : Zone de coagulation/floculation,

9 : Système de reprise des boues,

5 : Admission en décantation,

10 : Évacuation des boues. [26], [14]

Filtration

Des nombreux types de filtres peuvent être utilisés. Les filtres de prétraitement utilisent

un massif filtrant composé des larges éléments et facilitent la décantation et la filtration

au sein du massif. Ils sont utilisés en amont dans la chaîne de traitement.

Les filtres à filtration rapide par gravité sont standards dans les opérations de

traitement de l'eau. Dans ces filtres, l'eau décantée passe à travers une couche de

sable à gros grains pour en retenir les particules fines.

Les filtres à filtration directe sont des filtres à filtration rapide qui n'ont pas besoin d'une

étape de décantation au préalable. Ces filtres ont besoin de rétro lavages réguliers

(backwash).



Les filtres sous pression fonctionnent dans une cuve sous pression. Dans certains cas,

ces installations permettent de réduire le besoin de pomper l'eau, mais elles

nécessitent des compétences opérationnelles précises.

Les filtres à filtration lente sur sable ont un massif filtrant fin et peuvent aussi réduire

la teneur de l'eau en pathogènes. Ils sont simples à utiliser.

Les filtres à filtration sur membrane sont difficiles à utiliser mais permettent d'obtenir

une très bonne qualité de traitement.

Mais, nous avons choisi le filtre à sable pour notre projet et le schéma suivant illustre

le principe :

Figure 32 : Principe de fonctionnement du filtre à sable

[15]

a) Description du procédé

Ce procédé de filtration est celui qui est le plus utilisé pour une séparation solide-

liquide. Il est caractérisé par un lavage intermittent de son média filtrant. Le sens de la

filtration est habituellement descendant. Le taux de filtration et le type de lavage à

utiliser dépendent de la composition du lit filtrant. On retrouve 3 types de filtres.

Les filtres à sable conventionnels sont composés d’un matériau de granulométrie

uniforme.



Les filtres à forte granulométrie uniforme doivent nécessairement être précédés d’une

décantation dynamique.

La granulométrie grossière confère à ce filtre une grande capacité de stockage des

boues mais la qualité du filtrat s’en trouve réduite si la charge qui lui est appliquée

n’est pas abaissée au préalable.

Dans les filtres bicouches, l’eau traverse d’abord l’anthracite puis le sable. Ces filtres

sont présentement très utilisés, car ils sont plus compacts que les deux premiers (taux

de filtration supérieur) tout en demeurant efficaces. En raison de sa forte

granulométrie, l’anthracite confère à ce type de filtre une bonne capacité de stockage

pour les substances enlevées (réduit le taux d’augmentation de la perte de charge par

rapport au filtre à sable conventionnel), tandis que le sable (de plus faible

granulométrie) permet de maintenir une bonne qualité de filtrat.

Dans les filtres multicouches l’eau traverse d’abord l’anthracite puis le sable et

finalement le grenat ou l’ilménite. La densité de ces matériaux est croissante afin

d’assurer un reclassement automatique des médias lors des lavages. Ces filtres ont

jusqu'à présent été moins populaires que les filtres bicouches, mais ils peuvent

également être utilisés. La couche d’ilménite, dont la granulométrie est plus fine que

celle du sable, permet d’optimiser plus facilement la qualité du filtrat que dans le cas

des filtres bicouches.

Filtre à sable Filtre à sable avec anthracite

Vitesse de filtration 4 à 12 m/h 5 à 15 m/h

Milieu filtrant Sable :

Hauteur : 800 à 1200

mm

Diamètre effectif : 0,75 à

0,95 mm

Sable :

Hauteur : 300 à 500 mm


0,75 mm

Anthracite :

Hauteur : 500 à 800 mm


1,70 mm

Tableau 45 : Caractéristiques des filtres

[31]



b) Lavage des filtres

Le lavage des filtres est toujours assuré en flux ascendant à l'aide d'un ou deux fluides,

soit consécutivement, soit simultanément. Les taux d'air de lavage et d'eau de lavage

indiqués plus haut sont fournis à titre indicatif, car la conception doit plutôt être basée

sur un taux d’expansion du lit de 50%. Ultimement, les courbes d'expansion des

matériaux de média filtrants demeurent la façon la plus précise de déterminer les taux

d'air de lavage et d'eau de lavage. Le taux d'eau de lavage utilisé peut varier

légèrement en fonction des saisons à cause du changement de viscosité de l'eau. Le

taux requis pour réaliser la même expansion du lit filtrant augmente lorsque la

température de l'eau augmente. Les systèmes doivent être conçus pour être efficaces

pour les températures d'eau de lavage les plus chaudes.

La durée totale du lavage devra être optimisée lors des premiers mois d’opération. La

consommation d'eau de lavage est généralement plus grande en lavage à l’air, puis à

l’eau, qu’en lavage simultané air et eau. La quantité d'eau utilisée pour le lavage des

filtres ne devrait pas dépasser :

• 1% du volume d'eau traitée dans le cas d'un lavage air et eau simultané ;

• 2% du volume d'eau traitée dans le cas d'un lavage air et eau séparé. [15], [31], [20]

Désinfection

Ajouter du chlore dans l'eau tue les pathogènes et permet aussi de protéger l'eau

contre une éventuelle recontamination à l'intérieur du réseau. Les systèmes avancés

de dosage du chlore utilisent du chlore gazeux, mais il existe aussi des composés

chlorés liquides ou solides qui peuvent être utilisés manuellement. L'eau traitée aura

besoin d'être stockée pendant une certaine durée afin de permettre aux produits d'agir.

L'efficacité de la chloration est plus faible pour une eau sale (turbide) ou pour une eau

qui sera peut-être recontaminée plus loin dans le réseau, la priorité doit donc être de

conserver l'eau aussi propre que possible avant de la chlorer. [20]



Figure 33 : Désinfection par chlore à l’aide de la pompe doseuse

[20]

Le stockage

Le réservoir est un ouvrage qui joue un rôle important dans l’adduction en eau potable

car non seulement, il permet d’accumuler ou stocker le débit d’eau qui arrive mais

aussi satisfait les besoins en eau de la population au cours de la journée. De même,

c’est aussi un régulateur de débit.

Ainsi, à cet effet, il doit être construit en matériaux durables afin de résister à l’usure

et aux éventuelles poussées dues à l’eau. Ils peuvent donc être réalisés selon le cas,

en maçonnerie ou en acier pour des petites capacités, de nos jours on voit de plus en

plus des réservoirs construits en béton armé.

Comme l’eau stockée est une eau destinée à l’alimentation humaine, le réservoir doit

être protégé de toutes sources de pollution telles les eaux d’infiltrations souterraines,

les poussières, la pluie, etc... On prévoit également un « trou d’homme » pour y

accéder et faciliter le nettoyage.

a) Forme

La plupart du temps, les petits réservoirs se font carrés ou rectangulaires, mais la

forme circulaire est moins coûteuse et présente l’avantage d’avoir une pression

uniformément répartie sur les parois. Et lorsque les moyens d’exécution le permettent,

on réalise des réservoirs de forme tronconiques ou cylindro-tronconique à la place des

réservoirs de grand volume.

b) Emplacement

En général, l’emplacement du réservoir dépend notamment de la topographie de la

zone d’étude. Dans la mesure du possible, il devra aussi être implanté au niveau de la



cote la plus élevée de la commune à desservir ce qui permettra une distribution facile

par gravité.

c) Choix du type de réservoir

Il existe 3 types de réservoir :

Réservoir enterré,

Réservoir semi-enterré,

Réservoir sur tour (château d’eau)

Le choix du type de réservoir est basé sur des critères d’ordre technique et financière.

Cependant, les réservoirs au sol présentent les avantages suivant par rapport au

château d’eau :

Economie sur les frais de construction,

Etude architecturale très simplifiée et moins sujette à des critiques,

Etanchéité plus facile à réaliser,

Accessibilité plus facile pour l’entretien.

Malgré ces privilèges, la présence des quartiers trop éloignés nous a incités à utiliser

un réservoir surélevé pour régler les problèmes de pression dans la zone à desservir.

[24]

Le réseau de distribution

Le réseau de distribution est composé des conduites pour le transport de l’eau et des

ouvrages de distribution. Il est composé d’un tronçon principal et des conduites

secondaires en PVC dans la majorité des cas. Il peut se présenter sous forme ramifié

ou maillé. Le réseau ramifié est le plus utilisé en milieu rural.

Le réseau comporte des ouvrages et accessoires tels que les vannes, compteurs,

clapets, ventouses logés dans des ouvrages pour faciliter l’exploitation, l’entretien et

la sécurité du réseau.

Le réseau est calculé pour assurer le transit de l’eau vers tous les ouvrages de

desserte dans des conditions permettant d’assurer la qualité et le confort du service.

a) Les ouvrages de distribution

Branchement privé

Le branchement privé est l’ouvrage de desserte des ménages. Les branchements

individuels seront conçus de façon assez simple avec une aire d’infiltration, un support



de la colonne d’alimentation et un robinet. Les vannes et les compteurs seront placés

en amont du branchement entre le piquage et le robinet de puisage (dans une enceinte

clôturée). Le raccordement doit être soigné pour éviter les fuites.

Branchement social

Le branchement social est identique au branchement privé comme les infrastructures

communautaires : école, poste de santé, case de santé, lieux de culte…

Borne fontaine : BF

Les BF sont les ouvrages de desserte publics destinés aux ménages non pourvus de

branchement privés et aux usagers non-résidents. Elles sont conçues de façon à

minimiser le temps de puisage et permettre un assainissement correct du point de

puisage. Elles disposent de 2 à 4 robinets et sont conçues sous différentes formes,

comprenant au moins : une parafouille, une aire de propreté. Les schémas types de

BF disponibles peuvent être adaptés et simplifiés. Il sera utile de tenir compte des

pertes d’eau lors du puisage, de l’effort de levage des bassines remplies et des besoins

en assainissement (évacuation des eaux perdues).

Abreuvoir

Ce sont les points d’eau destinés au bétail, dont la forme est étudiée pour faciliter

l’abreuvement des différents types de bétail et disposent d’un débit important.

Les abreuvoirs seront constitués d’une dalle de propreté, d’un bac d’abreuvement de

longueur fonction de la taille du cheptel, d’une chambre de régulation avec robinet

flotteur avec fermeture dallée. Ils sont essentiellement prévus pour les sites ne

disposant pas de ressources en eau de surface.

Prise d’eau pour charrette

Les prises d’eau pour charrettes sont destinées à l’approvisionnement des

communautés éloignées des points d’eau motorisés et pour des usages divers :

camions, citernes approvisionnement de gros chantiers, charrettes avec fûts et autres

types de stockage lourd…Les prises d’eau seront prévues pour les sites facilement

accessibles et fréquentés : bordures de route, sites en zone pastorale marquée par

une transhumance et un déplacement des populations.

Les prises d’eau se composent d’un support métallique rigide, d’une conduite

d’alimentation vannée à hauteur d’homme et d’une dalle de propreté circulable pour

les véhicules et charrettes. L’orifice de la prise sera conçu pour s’adapter facilement



aux diamètres des conduites d’alimentation. Ces ouvrages disposent d’un débit

important. [21]



Chapitre III ETUDE ECONOMIQUE ET IMPACT ENVIRONNEMENTAL

Les investissements

a) Les infrastructures nécessaires

Terrain

Pour l’implantation de notre projet, nous avons besoin d’une superficie de 04 hectares

pour l’usine de traitement des eaux à proximité de la source décrit comme l’eau de

surface, évalués à 13 000 000 Ar et une superficie de 04 ha pour la plantation de Mo

(terrain de début de plantation : 03ha) et l’installation d’une unité de production de la

poudre de Mo, évalués 13 000 000 Ar.

Notons que la culture de Mo se pousse bien au Nord, Est et Ouest de Madagascar,

tous dans les régions côtières et pour faciliter le transport des graines, l’installation de

l’unité de production de la poudre est à proximité de la zone de plantation considérée.

Construction

Nous avons besoins deux bâtiments de bureaux à 5 chambres chacune au minimum,

l’un est spécialisé pour contrôler l’unité de production de la poudre et la plantation et

l’autre pour l’usine de traitement des eaux potable. Les deux bâtiments de bureaux

sont estimés à 40 000 000 Ar.

De plus, pour assurer que nous produisions de l’eau de qualité et pour produire la

poudre désirée ; un bâtiment, est nécessaire, qui jouent le rôle d’un laboratoire,

estimés à 10 000 000 Ar.

Pour la production de la poudre, nous avons besoin un bâtiment qui joue le rôle de

traitement des graines jusqu’à l’étape finale de production de floculant végétale, jaugé

à 15 000 000 Ar.

Pour l’entretient des voitures, camion et le motoculteur, deux garages sont

nécessaires, jaugés à 5 000 000 Ar.

Un magasin de stockage est nécessaire pour la conservation de la poudre de Mo et

d’autres matériels de l’assainissement, évalué à 15 000 000 Ar.

La construction de l’usine de traitement des eaux est constituée par des diverses

installations à savoir :

Pompe : 8 000 000 Ar,

Décanteurs lamellaires, apprécié à 20 000 000 Ar,

Filtration à sable (bicouche), cubé à 15 000 000 Ar,



Réservoir de stockage : 20 000 000 Ar,

Tuyaux (PVC, fonte) et autres équipement de conduite : 25 000 000 Ar,

Récapitulatif de construction :

Construction Montant en

Ar

Deux bâtiments de bureaux 40 000 000

Un laboratoire 10 000 000

Bâtiment de production de la

poudre

15 000 000

Deux garages 5 000 000

Magasin de stockage 15 000 000

Pompe 8 000 000

Décanteurs Pulsator 20 000 000

Filtration à sable (bicouche) 15 000 000

Réservoir de stockage 20 000 000

Tuyaux et autres équipement 25 000 000

Total 173 000 000

Tableau 46 : Budget de construction, source : auteur

Matériels de production

Ce sont les matériels nécessaires à la conduite de la transformation (appareil de

séchage, décortiqueur, broyeur, tamis, cuves, appareils de laboratoire, produits

chimiques …). Les coûts des matériels de production varient selon la qualité, la

marque et la taille des matériels.

Nous estimons la valeur de ces matériels à 106 000 000 Ar.

De plus, les matériels de bureau et informatique, évalué à 5 000 000 Ar

Matériels de transport : pour assurer le transport des matières premières et la poudre

vers l’unité de traitement, nous avons besoin d’un motoculteur et un camion pour une

valeur 60.000.000 Ar



Frais de développement

Ce sont des frais engagés, soit au moment de la constitution de l’entreprise, soit pour

l’acquisition des moyens d’exploitation. On l’évalue à une somme de 4 000 000 Ar

Aménagement, Agencement et Installations

Elles sont destinées à différentes installations, l’aménagement nécessaire pour

l’avancement des travaux. Elles sont estimées à 15 800 000 Ar.

Tableau récapitulatif :

Pour faciliter le devis estimatif du projet, nous avons donnés par le tableau suivant :

Immobilisation Montant en Ar

Incorporelle

Frais de développement 4 000 000

Corporelle

Terrain 26 000 000

Aménagement 15 800 000

Construction 173 000 000

Matériels de production 106 000 000

Matériels de bureau et informatique 5 000 000

Matériels de transport 60 000 000

Total 389 800 000

Tableau 47 : Devis estimatif du projet, source : auteur

b) Production de la poudre :

Pendant notre étude à l’échelle laboratoire, un (01) kg des graines de Mo peut produire

420g d’amande, 390,6g de poudre avec la matière grasse et 273,42g de la poudre

sans huile d’où le floculant végétale.

Le tableau suivant donne la composition des graines dans 1000 g :

1000g des graines de Mo Masse des constituants

en g

Amande 580

Humidité 29,4

Huile 117,18



Poudre utilisée au traitement 273,42

Total 1000

Tableau 48 : Composition des graines de Mo dans 1000 g, source : auteur

Le graphe ci-dessous donne la composition des graines de 1000g :

Figure 34 : Composition des graines de Mo dans 1000g, source : auteur

Si nous basons le calcul par rapport au résultat à l’échelle laboratoire :

Après 06 mois de culture sur un terrain de 03ha (environs 1800 plantes), nous

espérons récolter 5400kg des graines de Mo c’est-à-dire 3kg des graines par plante ;

soit 2039kg de la poudre floculant au minimum.

Si nous produirons 1000m3/jour d’eau potable (production minimale de l’unité de

traitement et correspond à 70kg de la poudre floculant par jour), nous pourrons

alimenter une ville à 20000 habitants (consommation par personne : 50l/jour).

c) Approche économique

Nous avons connu lors de l’expérience que le Mo est efficace par rapport au Md mais

lorsqu’on parle de prix, le Md coute cher par rapport au Mo : 35000 Ar pour 1kg de Md

contre 25000 Ar pour le Mo. Nous donnons sur le tableau ci-dessous la dépense

nécessaire pour préparer le floculant végétal et les produits chimiques utilisés à la

station de traitement Mandroseza :

420

580

40,6161,82

377,58

COCQUE AMANDE HUMIDITÉ HUILE POUDRE UTILISÉE AU TRAITEMENT

Masse des constutiants en g



Prix en Ar

Floculant végétal Floculant chimique

(hors TVA)

Mo 1kg 25000 SA 1600

Hexane

1L

8200 Chaux 900

Hypo-

chlorure

de

calcium

9000 Hypo-

chlorure

de

calcium

9000

Total 42200 Total 11500

Tableau 49: comparaison de prix entre le floculant végétal et chimique; source: auteur

1kg de Mo traite 5385L d’eau contre 769200L d’eau pour le SA : une énorme différence

si on compare.

Evaluation socio-économique :

a) Etude d’Impact Environnemental (EIE)

Toute réalisation de projet nécessite une étude d’impact environnemental. L’étude vise

à la prise en compte des préoccupations environnementales à toutes les phases de

réalisation du projet, soit à sa conception, sa mise en place, son exploitation et sa

fermeture s’il y a lieu. Elle aide le promoteur à concevoir un projet plus respectueux du

milieu d’implantation, tout en étant acceptable aux plans technique et économique.

L’EIE porte sur l’identification et l’évaluation des impacts probables sur

l’environnement associées à la réalisation du projet. Elle vise à proposer des mesures

à prendre pour atténuer les impacts néfastes à la qualité de l’environnement ou mieux,

pour les prévenir.

Un impact sur l’environnement d’un projet peut se définir comme l’effet, sur une

période de temps donnée et dans un espace défini, d’une activité humaine sur une

composante de l’environnement biophysique et humaine, en comparaison de la

situation en l’absence du projet.

b) Impact du projet sur les zones d’exploitation

L’importation de l’unité aura plusieurs impacts dans les zones d’exploitation. En effet,

étant une source de revenu pour les paysans, elle favorisera le développement



économique et l’exploitation à fond du potentiel de production de cette zone. Un autre

indice de l’importation de ce projet est sa capacité à créer des emplois. Il offre des

possibilités d’embauche, surtout pour les hommes qui représenteront la majorité des

effectifs des ouvriers.

Malgré l’effectif minime de l’unité, une partie du chômage pourra être absorbée, même

si le taux de croissance annuelle de l’impôt ne correspond pas à la croissance

démographique.

c) Croissance économique

L’investissement comme le nôtre a un impact majeur sur la croissance économique,

car il peut augmenter, à la fois, l’offre et la demande.

D’une part, sur la zone de plantation, plusieurs ouvriers journaliers seront recrutés et

d’autre part, au niveau de station de traitement d’eau potable, il est possible de donner

un travail journalier pour assurer les tâches non accomplies par les travailleurs

permanent.

d) Impact sur le revenu national

Le projet participe beaucoup à la formation du revenu national, il est représenté,

précédemment, par la valeur ajoutée, il permet également d’accroître la consommation

future et d’accéder ainsi à la croissance économique. Par ailleurs, cette activité de

transformation entre dans la stratégie nationale de remplacement des importations, à

travers la diversification des coagulants.

Les impôts et les taxes professionnelles, Impôt sur les Bénéfices de la Société (IBS),

impôts sur les revenus salariaux et assimilés(IRSA) des employés, droit

d’enregistrement etc., versés auprès du centre fiscal, alimentent le budget national et

permettent le fonctionnement de l’Etat malgache, ainsi que la réalisation des

programmes de développement.

e) Impact environnemental

La plupart des exploitations, surtout celles qui utilisent des machines et des

équipements mécaniques lourds ou à fort degré de mécanisation, génèrent des

déchets, et dont la présence risque d’avoir des conséquences écologiques et un

impact considérable sur l’environnement (pendant l’aménagement de territoire). Or,

l’évacuation de ces déchets peut poser un problème grave. Par conséquent, dès le

départ, il est nécessaire d’envisager déjà la possibilité d’évacuer les déchets liquides

ou solides. A titre d’exemple, on peut utiliser un système des pompes et des conduits



à distance convenable de ces déchets, ou les décanter dans des services où il est

possible de leur faire subir des traitements spéciaux, en vue de les recycler ou de les

évacuer. Concernant les éléments gazeux, certaines normes d’émission doivent être

respectées, ce qui implique, nécessairement, l’utilisation d’équipements spéciaux

destinés à réduire l’ampleur de la pollution de l’air. Il convient également de faire en

sorte que les phénomènes (bruit, chaleur, …) soient ramenés aux normes

supportables, au moyen d’une technique propre. En général, les difficultés rencontrées

et les coûts varient selon les caractéristiques des régions ou localité, et la nature de

l’activité à entreprendre, ainsi que de la spécificité des emplacements possibles au

sein de chaque localité étudiée. Evidemment, dans ce volet environnemental, le choix

sera orienté vers le milieu où l’évacuation et ou le traitement ou le recyclage des

déchets sont les plus commodes et les moins coûteux possibles pour l’investissement.

Par contre il y a augmentation des surfaces cultivées, ce qui entraîne une protection

des sols contre l'érosion. L'existence des espaces vertes pendant une longue durée

améliore l'environnement.



CONCLUSION GENERALE

L’eau potable reste le défi important pour Madagascar. La nécessité de mettre en place

une technologie adaptée pour la traiter offre alors une opportunité considérable pour

faire face à la situation actuelle et améliorer l’avenir.

L’utilisation du coagulant naturel contenu dans l’amande des graines de Moringa est

l’une de ses potentialités qui s’est avérée intéressante pour faciliter le traitement des

eaux chargées d’impuretés colloïdales. Ces effets sur l’élimination de ses impuretés

et la réduction des charges bactériennes sont concluants. Néanmoins, la désinfection

demeure indispensable pour la qualité bactériologique.

Cette application a été prouvée pour l’eau brute de turbidité élevée mais n’empêche

pas son utilisation à d’autres types d’eau de turbidité moins importante. De plus,

l’activation de la poudre par l’acide chlorhydrique 0,9N réduit le temps de séjour et

améliore l’activité floculante de la poudre.

A part de sa potentialité à la clarification des eaux brute, la richesse de sa fraction

lipidique a été prouvée, ce qui offre des perspectives intéressantes pour des

recherches ultérieures.

Bref, les potentialités de la graine de Moringa pour la production des eaux potables

sont promettantes et mérites d’être exploitées davantage. Sans doute, l’utilisation du

floculant d’origine végétale à l’échelle industrielle est intéressant.



BIBLIOGRAPHIE

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« Contribution à la valorisation des graines de Moringa Oleifera : Cas de traitement

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[02] : ANDRIAMEVA Jean Ferlin et RANDRIAMBOLOLOMANANA Elizara

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l’alimentation en eau potable de la ville de Maevatanana », Mémoire de fin d’étude en

vue de l’obtention d’un diplôme d’Ingénieur, promotion 2012.

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Agronome, Option Industries Agricoles et Alimentaires, Promotion : AVANA (2007-

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[07] : Emilian Koller : « Aide-mémoire Génie chimique » ; 3ème édition DUNOP, 2009.

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[10] : Guillaume AubourG, DenisDésille, Pierre-Marie GronDin,Christophe le JAlléet

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[15] : Hubert Demard, Marc-Ader Nankam et Eric Marcil : « Guide de conception des

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[17] : Emmanuel JESTIN : « La production et le traitement des eaux destinées à

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Maître ès sciences (M.Sc.), maîtrise en Génie Agroalimentaire, 2007.

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[21] : Ousmane HANE : « Programme d’eau potable et d’assainissement du millénaire,

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[23] : RAJERY Rija Lalaina : « Essai de valorisation des graines de Moringa Drouhardii

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du diplôme d’ingénieur en Agronomie, Option : industries Agricoles et Alimentaires,

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[24] : RAKOTOSON Falitiana : « Contribution la valorisation des graines de Moringa

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Diplôme d’études approfondies, option : Chimie Appliquée à l’Industrie et à

l’Environnement, 2006/2007.

[25] : Dr Angela RALEZO MAEVALANDY, « La MORINGA », Antanarivo (Madagascar)

Juillet 2006.



[26] : RAMANANTSOA Benjamin : « Cours de station et traitement d’eau potable »,

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[27] : RAMISASOA Tatamo Mihaja : « Sulfate d’aluminium et chlorure ferrique,

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l’obtention du diplôme d’ingénieur des mines, 14 Août 2013.

[28] : RANDRIANANTOANINA Misa Andriantsoa et RANDRIANARILALA Jean

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Mémoire pour l’obtention du diplôme de Licence d’Ingénierie en Sciences et

Techniques de l’Eau, 2002.

[29] : SANDRA VIVIANA QUESADA ROMERO : « Etude de l’extraction enzymatique

des huiles d’argousier (HippophaёRhamnoides) », Mémoire en Science et

Technologie des aliments pour l’obtention du grade de maître ès Sciences (M. Sc.),

Département : Chimie Minérale et chimie Physique, 15 Juillet 2013.

[30] : Sandrine Guillemin : « Extraction aqueuse d'huile de colza assistée par hydrolyse

enzymatique : optimisation de la réaction, caractérisation de l’émulsion et étude de

procédés de déstabilisation », Mémoire de Thèse en vue de l’obtention du grade de

Docteur de L’INPL, Spécialité : Procédés biotechnologiques et alimentaires, 08

Novembre 2006.

[31] : « Traitement d’une eau de puits pour un habitat individuel », DYNAVIVE, 2005.

WEBOGRAPHIE

[14] : http://pravarini.free.fr/Decantation.htm consultée : Mai 2016

[32] : Wikipédia, l’encyclopédie libre consultée : Janvier-Février 2016

http://pravarini.free.fr/Decantation.htm


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN A

ANNEXES

Annexe I- MODE OPERATOIRE DE L’ANALYSE EFFECTUEE AU

LABORATOIRE DE JIRAMA

I- Analyses volumétriques

1- Hydrotimétrie ou mesure de la dureté de l’eau

Les cations 𝐶𝑎2+ et 𝑀𝑔2+ sont amenés à former un complexe par le sel disodique de

l’E.D.T.A ou l’Acide Ethylène Diamine Tétra acétique.

La disparition des dernières traces d’éléments libres à doser est décelée par le virage

d’un indicateur spécifique de la dureté totale. La méthode permet de doser la somme

des ions calcium et magnésium.

Mode opératoire pour la dureté calcique TH Ca :

Prélever 100 mL d’eau à analyser ;

Ajouter 1 mL de NaOH 3N ajouté quelques cristaux d’indicateur de Patton et

Reeder;

Titrer l’échantillon avec de l’E.D.T.A.

Si V est le volume de l’E.D.T.A. versé pour une prise d’essai de 100 mL, la

dureté calcique est exprimée en : °f = V mL (1°f en Ca = 4 mg/L et 1°f en Mg =

2.43 mg/L)

Mode opératoire pour la dureté totale :

Prise de 100 mL d’eau à analyser ;

Ajout d’une solution Tampon TH à pH ≈ 10 de 1 mL ;

Ajout de quelques gouttes d’un indicateur coloré de N.E.T (Noir Eriochrome T)

pour avoir une coloration rouge -vineux ;

Titrage avec de l’E.D.T.A. jusqu’au virage de la solution à une couleur bleu-vert

Lecture du volume V de l’E.D.T.A. versé et obtention de la dureté totale de l’eau

°f =V mL.

Expression des résultats :


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN B

La dureté magnésienne est la différence entre la dureté totale et la dureté calcique :

°𝑓 𝑀𝑔 = °𝑓 𝑇𝐻 − °𝑓 𝐶𝑎

2- Dosage du Chlorure : Méthode de Mohr

Le nitrate d’argent précipite les chlorures sous forme d’AgCl2. La fin de la réaction est

repérée par l’apparition de la teinte rouge brique du chromate d’argent (début du

virage).

Mode opératoire :

Prélever 100 mL d’eau à analyser ;

Ajouter 3 à 5 gouttes de 𝐾2CrO4 ;

Titrer avec AgNO3 jusqu’au virage au rouge brique.


Soit V le volume d’AgNO3 versé :

Cl en mg/L = V mL x 35.5

3- Titre Alcalimétrique Complet (TAC) et Titre Alcalimétrique (TA)

Ces déterminations sont basées sur la neutralisation d’un certain volume d’eau par un

acide minéral dilué, en présence d’indicateur coloré.

Mode opératoire :

Prélever 100 mL d’eau à analyser dans un bécher ;

Ajouter 2 à 3 gouttes d’hélianthine (jaune pour TAC) ;

S’il n’y a pas de changement de couleur, on considère que TA est égal à 0

Titrer avec H2SO4 N/50 en agitant constamment jusqu'à l’obtention du virage

jaune à orange (TAC).


TAC = V mL H2SO4 N/50 (°f) où (1°f en TAC = 12.2 mg/L en 𝐻𝐶𝑂3−)

4- Matière Organique :

L’opération consiste à mesurer en milieu alcalin, la quantité d’oxygène enlevée au

permanganate par les matières organiques d’origine animale ou végétale contenues

dans une eau.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN C

Mode opératoire :

on prélève 100 mL d’eau à analyser,

on ajoute 5 mL de NaHCO3 saturé, on porte à l’ébullition.

on ajoute 10 mL de KMnO4 N/80, on porte à l’ébullition pendant 10 mn.

on laisse refroidir, on ajoute 5 mL de H2SO4 ½N et 10 mL de Sel de Mohr 5g/l.

on fait le titrage avec KMnO4 N/80 jusqu'à l’apparition d’une coloration rose

persistante.

Soit V1 le volume de KMnO4 versé pour ce dosage.

on recommence les mêmes opérations avec de l’eau distillée.

Soit V2 le volume final versé.

L’oxydabilité des matières organiques au permanganate, exprimée en mg/L

d’oxygène, est égale à 𝑉1 − 𝑉2.

II- Analyses Colorimétriques

1- Ammonium 𝑁𝐻4+: Méthode Bleu d’Indophénol

En milieu alcalin et en présence de Nitroprussiate, qui agit comme un catalyseur, les

ions ammonium traités par une solution d’hypochlorite de sodium et de phénol donnent

du bleu d’indophénol susceptible d’un dosage colorimétrique.

Toute la verrerie doit être lavée avec une solution d’acide chlorhydrique à 5%, rincée

à l’eau dé ionisée ou fraîchement distillée.

Mode opératoire :

Eau à analyser : 50 mL + 2 mL de solution de phénol + 2 mL de solution de

nitroprussiate + 5 mL de solution oxydante

Agiter énergiquement et laisser reposer 1h à T° 20 à 27°C.

Lecture à 640nm donne directement la concentration : C° 𝑁𝐻4+en mg/L

2- Nitrites NO2

En milieu acide (pH : 1,9) la diazotation de l’amino-4 benzène sulfonamide par les

nitrites en présence du déchlorhydrate de N– (naphtyl 1) diamino-1,2 éthane donne un

complexe rose susceptible d’un dosage colorimétrique à λ = 540nm.

Mode opératoire :


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN D

50 mL d’eau à analyser + 1gouttes H3PO4 ajouté 1 mL de réactif coloré ;

Laisser reposer 15min ;

Lecture à 540nm donne la concentration : L 𝑁𝑂2− où (C° 𝑁𝑂2

− mg/L = L 𝑁𝑂2−x 3,

29)

3- Nitrates NO3

Les nitrates sont réduits en nitrites par du cadmium traité au sulfate de cuivre. Les

nitrites produits, donnent avec l’amino-4 benzène sulfonamide un composé diazoïque

qui couplé avec N-(Naphtyl-1) diamine 1,2 éthane donne un complexe rose susceptible

d’un dosage colorimétrique à λ = 540nm.

Mode opératoire :

Eau à analyser 50 mL + HCl ou NaOH 3N pour avoir pH entre 7 et 9 + 1,25 mL

de solution tampon concentrée ;

Percoler l’échantillon à travers la colonne à Cd à un débit de 7 à 10 mL /min ;

Jeter les 25 premiers mL de l’échantillon ;

Récupérer le reste + réactifs coloré ;

Laisser reposer 15min ;

Lecture à 540nm donne la concentration : L = L 𝑁𝑂3− + L 𝑁𝑂2

−

D’où: L 𝑁𝑂3− = L - L 𝑁𝑂2

− avec (C° 𝑁𝑂3− mg/L = L 𝑁𝑂3

− x 4, 43)

4- Sulfates : Méthode néphélométrie

Les sulfates sont précipités en milieu chlorhydrique à l’état de sulfate de baryum. Le

précipité ainsi obtenu est stabilisé à l’aide d’une solution de ‘‘ TWEEN 20 ’’ ou de

polyvinyle pyrolidine des suspensions homogènes sont mesurées au spectromètre.

Mode opératoire :

Eau à analyser 20 mL + 0,5 mL HCl 10% + 2,5 mL BaCl2,

Agiter énergiquement et laisser reposer 15mn.

Lecture à 650nm donne directement 𝑆𝑂42− en mg/L

5- Dosage du fer total

En milieu ammoniacal, le diméthylglyoxime donne en présence du fer 𝐹𝑒2+, un

complexe de coloration rose dont l’intensité est fonction croissante de la concentration.

Mode opératoire :


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN E

Prélever 100 mL d’eau ;

Ajouter 1jauge de dithionite de sodium. Agiter jusqu'à dissolution du réactif ;

Ajouter 16 à 20 gouttes (2 mL) de diméthylglyoxime. Agiter. Attendre 2 min ;

Ajouter encore 16 à 20 gouttes (2 mL) d’ammoniaque. Agiter. Attendre 2 min ;

Comparer la couleur de cette solution avec celle des plaquettes étalons. Lire

la teneur en fer correspondante en mg/L.

On effectue la comparaison comme suit :

à la partie supérieure pour " FER 0,06 à 1 mg/L "

sous la face antérieure pour " FER 0,3 à5 mg/L "

Comparateur 0,06 à 1 mg/L 0,3 à 5 mg/L

Hydrocure Plaquette de comparaison

Si l’intensité de couleur est supérieure à celle des écrans, faire une dilution préalable

et tenir compte du facteur de dilution dans l’expression des résultats.

Le facteur de dilution étant défini comme le rapport : 𝑉

𝑣

Avec

𝑉 : Volume du flacon pour faire la dilution

𝑣 : Volume de la prise d’essai.

[19], [20]

III- L’analyse bactériologique


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN F

Les germes à rechercher sont :

Les coliformes totaux dont Escherichia Coli sont l’espèce la plus importante,

Les coliformes fécaux thérmotolérants,

Les streptocoques fécaux,

Le clostridium sulfito-reducteur,

Et la Flore totale mésophile.

Les descriptions relatives de ces germes et de la technique utilisée pour l’analyse sont

résumées dans le tableau ci-après :

Principe de l’analyse bactériologique :

Germes Coliformes

Fécaux

Coliformes

totaux

Streptocoqu

es

fécaux

Clostridium

Sulfitoreducte

ur

Flore totale

mésophile

Techniq

ue

Filtration

sur

membrane

.

Filtration

sur

membrane.

Essai

présomptif

suivi d’une

confirmation

et

d’identificati

on.

Filtration

sur

membrane.

Essai

présomptif

suivi d’une

confirmatio

n.

Ensemencem

ent

sur tube.

Ensemencem

ent en

profondeur

sur boite

de pétri.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN G

Milieu

de

Culture

Gélose

lactosée

au

T.T.C

(Chlorure

de

2,3,5-

triphenylte

tra

zolium) et

tergitol.

Gélose

lactosée au

T.T.C et

tergitol.

Isolement

sur

Gélose

nutritive

non-

sélective

Identificatio

n sur le

portoir

rapide de

Minor.

Gélose de

Slanetz et

Bartley

Milieu gélose

sulfitée.

Milieu PCA

(Plate

Count Agar).

Incubati

on

44°C /24h 37°C/24h 2x(37°C/24

h)

37°C/24h 37°C/24h et

22°C/72h

Source : (JIRAMA, 1998),


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN H

Annexe II- CARACTERISTIQUES EAU VONTOVORONA ANNEE 2015

NATURE 12/05/2015 26/05/2015 16/09/2015

EB ET EB ET EB ET NORMES

CARACTERISTIQUES Lac Station Lac Station Lac Station

TEMPERATURE

°C 21,2 21,2 20,3 20 20,1 20,1 20 à 25

TURBIDITE

NTU 6,27 4,32 4,1 1,1 9,77 3,03 <5

pH 7,5 7,3 5,58 6,5 7,2 7,3 6,5 à 9

CONDUCTIVITE

µS/cm 22,1 38,4 22,2 399 22,4 40,6 <3000

MINERALISATION

mg/L 21 36 21 37 21 38

DURETE TOTALE

°f 1,7 2,5 6 15 1,4 2,3 <50

DURETE CALCIQUE

°f 0,9 1,8 3,5 4,2 1,1 2,2

TITRE ALCALIMETRIQUE

°f 0 0 0 0 0 0

TITRE ALCALIMETRIQUE

COMPLET °f 1 1,2 1,6 1,7 1,3 0,9

CALCIUM

mg/L 3,6 7,2 14 16,8 4,4 8,8 200

MAGNESIUM

mg/L 1,944 1,701 6,075 26,244 0,729 0,243 50

CARBONATES

mg/L 0 0 0 0 0 0

BICARBONATES

mg/L 12,2 14,64 19,52 20,74 15,86 10,98

MATIERES ORGANIQUES

mg/L 1,2 0,8 1,6 0,7 1,8 1 <2

AMMONIUM

mg/L 0,02 0 0 0 0,16 0,16 <0,5

FER TOTALE

mg/L 0,1 0,04 0,2 0,02 0,2 0,08 <0,5


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN I

CHLORURES

mg/L 3,55 7,1 2,13 3,55 3,5 8,87 <250

SULFATES

mg/L 2,6 4,25 9,31 10,367 0 0 <250

NITRITES

mg/L 0,02 0,02 0,006 0 0 0 <0,1

NITRATES

mg/L 0,24 0,28 0,168 0,008 1,64 1,86 <50

SODIUM

mg/L 2,58 3,02 1,38 2,3 4,27 5,75

COLIFORMES TOTAUX 0 0 0 0/100mL

STREPTOCOQUES

FECAUX 0 0 0 0/100mL

COLIFORMES THERMO-

TOLERANTS (E.COLI) 0 0 0 0/100mL

CLOSTRIDIUM SULFITO-

REDUCTEUR 0 0 0 <2/20mL

Source : JIRAMA


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN J

Annexe III- NORMES DE REJETS INDUSTRIELS, Extrait du Décret

N°2003/464 du 15.04.03.

PARAMETRES UNITE NORMES

FACTEURS ORGANOLEPTIQUES ET PHYSIQUES

PH 6,0 - 9,0

Conductivité µS/cm 200

Matières en suspension mg/L 60

Température °C 30

Couleur échelle Pt/Co 20

Turbidité NTU 25

FACTEURS CHIMIQUES

Dureté total comme CaCO3 mg/L 180,'0

Azote ammoniacal mg/L 15

Nitrates mg/L 20

Nitrites mg/L 0,2

NTK (Azote total Kjeldahl) mg/L -N 20

Phosphates comme PO43- mg/L 10

Sulfates comme SO4 mg/L 250

Sulfures comme S-- mg/L 1

Huiles et Graisses mg/L 10

Phénols et crésols mg/L 1

Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) mg/L 1

Agents de surface (ionique ou non) mg/L 20

Chlore libre mg/L 1

Chlorures mg/L 250

FACTEURS BIOLOGIQUES

Demande chimique en oxygène (DCO) mg/L 150

Demande biochimique en oxygène (DBO5) mg/L 50

FACTEURS INDESIRABLES

METAUX

Aluminium mg/L 5

Arsenic mg/L 0,5


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN K

Cadmium mg/L 0,02

Chrome hexavalent mg/L 0,2

Chrome total mg/L 2

Fer mg/L 10

Nickel mg/L 2

Plomb mg/L 0,2

Etain mg/L 10

Zinc mg/L 0,5

Manganèse mg/L 5

Mercure mg/L 0,005

Sélénium mg/L 0,02

PARAMETRES UNITE NORMES

AUTRES SUBSTANCES

Cyanures mg/L 0,2

Aldéhydes mg/L 1

Solvants aromatiques mg/L 0,2

Solvants azotés mg/L 0,1

Solvants chlorés mg/L 1

Pesticides organochlorés mg/L 0,05

Pesticides organophosphorés mg/L 0,1

Pyréthrinoïdes mg/L 0,1

Phénylpyrrazoles mg/L 0,05

Pesticides totaux mg/L 1

Antibiotiques mg/L 0,1

Polychlorobiphényles mg/L 0,005

RADIOACTIVE Bq 20

FACTEURS MICROBIOLOGIQUES

Coliformes totaux 500

Escherichia coli colonie 100

Streptocoques fécaux 100

Clostridium sulfito-réducteurs. 100

Source : JIRAMA


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN L

Annexe IV- SULFATE D’ALUMINE ET CHLORURE FERRIQUE

I- SULFATE D’ALUMINE

1- Généralité

Le sulfate d'aluminium est formé par la combinaison de deux cations aluminium (Al3+)

et de trois anions sulfate (SO42-). Il a donc pour formule : Al2(SO4)3.

Il a une couleur blanche ou presque blanche cristalline ou sous forme de poudre,

composé inodore. Il est soluble dans lèau, volatile ou inflammable. Le sulfate

dàluminium a un goût extrêmement amer.

2- Utilisation de sulfate dàluminium

Le sulfate dàluminium est soluble dans lèau et est principalement utilisé en tant que

floculant pour eau potable et des eaux usées industrielles de traitement de lèau des

plantes, ainsi que dans la fabrication du papier.

Après dissolution dans un grand nombre de solution neutre ou légèrement alcalin de

lèau du sulfate dàluminium forme un précipité gélatineux d`hydroxyde dàluminium

AlOH3, qui est utilisé dans lìmpression et la teinture des tissus, car il est un pigment

insoluble. Le sulfate dàluminium est parfois utilisé pour abaisser le pH de la terre de

jardin, qui entraîne à son tour dans la croissance de certains types de fleurs

d`hortensia à leur ré-floraison.

Dans la construction, il est utilisé comme accélérateur d`étanchéité et de la production

de béton. Le sulfate dàluminium peut être utilisé dans la lutte contre les mollusques,

les insectes et les limaces. Il est également utilisé dans la fabrication dèxtincteurs,

additifs pour le sol et les engrais, les savons, les graisses, les médicaments et les

cosmétiques.

En médecine, le sulfate dàluminium est une partie du médicament soulage la douleur

et lìnconfort causé par les piqûres dìnsectes. Il contribue à la décomposition des

substances chimiques toxiques contenues dans les piqûres, et contribue à réduire leur

impact sur la peau. Ces médicaments sont disponibles sous forme de sprays qui sont


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN M

appliqués directement sur la peau affectée et aider efficacement si elles sont utilisées

immédiatement après la morsure.

3- Sulfate méfaits dàluminium

Le sulfate dàluminium est nocif en cas dìngestion ou dìnhalation. En cas de contact

avec la peau ou les yeux, le sulfate dàluminium provoque une irritation, des rougeurs,

des démangeaisons et de la douleur. Lùtilisation de sulfate dàluminium dans le plomb

à une grave irritation de lìntestin et de lèstomac, accompagnée de vomissements,

des nausées et de la diarrhée. Ce composé peut causer de graves brûlures en cas de

contact avec les zones exposées de la peau.

II- CHLORURE FERRIQUE

1- Généralité

Le chlorure de fer(III), également appelé chlorure ferrique ou perchlorure de fer, est un

sel de fer de formule chimique FeCl3. C'est un composé très hygroscopique, qui émet

des vapeurs dans l'air humide sous l'effet de l'hydrolyse. La réaction de dissolution

dans l'eau est très exothermique et forme une solution acide marron. Ce liquide

corrosif est utilisé pour traiter les eaux usées et les eaux d'adduction. Il est également

utilisé pour l'attaque de métaux à base de cuivre (notamment ceux présents dans les

circuits imprimés) ainsi que l'acier inoxydable.

2- Propriétés chimiques

Le chlorure de fer(III) est un acide de Lewis assez fort, qui réagit avec les bases de

Lewis pour former des composés stables. Par exemple, l'addition de chlorure ferrique

et d'oxyde de triphénylphosphine forme le composé stable FeCl3(OPPh3)2 (où Ph est

un groupement phényl). Plusieurs complexes anioniques existent, le plus stable

contenant la forme tétraédrique jaune FeCl4-. Il est possible d'extraire une solution de

FeCl4- dans l'acide chlorhydrique utilisant de l'éther.

Lorsque le chlorure ferrique est chauffé en présence d'oxyde ferrique à 350 °C, il se

forme l'oxychlorure FeOCl. En présence d'une base, les atomes de chlore du chlorure

ferrique peuvent être substitués, par exemple pour former un alkoxide :


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN N

𝐹𝑒𝐶𝑙3 + 3𝐶2𝐻5𝑂𝐻 + 3𝐻𝑁3 → 𝐹𝑒(𝑂𝐶2𝐻5)3 + 3𝑁𝐻4𝐶𝑙

Les sels de carboxylates, comme les oxalates, les citrates et les tartrates, réagissent

avec le chlorure ferrique en solution aqueuse pour former les complexes stables

comme par exemple [Fe(C2O4)3]3-.

Le chlorure de fer(III) est également un agent oxydant modéré, capable par exemple

d'oxyder le chlorure de cuivre(I) en chlorure de cuivre(II). Les agents réducteurs

comme l'hydrazine permettent la réduction de FeCl3 en complexes de fer (II).

3- Fabrication

Le chlorure de fer(III) anhydre peut être préparé en faisant réagir directement le fer et

le chlore suivant :

2𝐹𝑒(𝑠) + 3𝐶𝑙2(𝑔) → 2𝐹𝑒𝐶𝑙3(𝑠)

À l'échelle industrielle, le chlorure ferrique est produit en solution aqueuse par deux

techniques, à partir de fer ou de minerai de fer (oxyde) dans un procédé en boucle :

Dissolution du minerai de fer dans l'acide chlorhydrique :

𝐹𝑒3𝑂4(𝑠) + 8𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑞) → 𝐹𝑒𝐶𝑙2(𝑎𝑞) + 2𝐹𝑒𝐶𝑙3(𝑎𝑞) + 4𝐻2𝑂

Transformation du chlorure ferreux à l'aide de dichlore :

2𝐹𝑒𝐶𝑙2(𝑎𝑞) + 𝐶𝑙2(𝑎𝑞) → 2𝐹𝑒𝐶𝑙3(𝑎𝑞)

Dissolution du fer pur dans une solution de chlorure ferrique :

𝐹𝑒(𝑠) + 2𝐹𝑒𝐶𝑙3(𝑎𝑞) → 3𝐹𝑒𝐶𝑙2(𝑎𝑞)


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN O

Le chlorure ferrique hydraté peut être déshydraté pour obtenir la forme anhydre en

chauffant en présence de chlorure de thionyle.

4- Utilisations

Le chlorure ferrique est l'un des réactifs les plus utilisés pour l'attaque des métaux. Il

est notamment très utilisé pour attaquer le cuivre dans l'industrie des circuits imprimés.

Cette attaque met en œuvre une réaction d'oxydo-réduction :

𝐹𝑒𝐶𝑙3 + 𝐶𝑢 → 𝐹𝑒𝐶𝑙2 + 𝐶𝑢𝐶𝑙

Suivi de : 𝐹𝑒𝐶𝑙3 + 𝐶𝑢𝐶𝑙 → 𝐹𝑒𝐶𝑙2 + 𝐶𝑢𝐶𝑙2

Il est également utilisé comme catalyseur pour la réaction de l'éthylène et du dichlore,

mise en œuvre dans la production industrielle de chlorure de vinyle, le monomère de

base pour la fabrication du PVC. Une réaction du même type est utilisée pour la

fabrication du 1,2-dichloroéthane, un composé chimique largement utilisé dans

l'industrie.

Le chlorure ferrique est aussi utilisé comme alternative au sulfate de fer(III) pour le

traitement de l'eau. Il est alors traité avec un ion hydroxyde pour former un floc

d’hydroxyde de fer(III) (de formule FeO(OH)) qui permet d'éliminer les particules en

suspension.

En laboratoire, le chlorure ferrique est couramment utilisé en tant qu'acide de Lewis

pour catalyser des réactions telles que la chloration des composés aromatiques ou la

réaction de Friedel et Crafts sur les aromatiques. C'est un acide de Lewis moins

puissant que le chlorure d'aluminium.


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN P

Annexe V- LES FEUILLES DE MORINGA

1- Généralité sur les feuilles

Les feuilles de cet arbre méritent une attention particulière. Dans de nombreux pays,

la médecine traditionnelle utilise ces feuilles pour guérir quantité des maladies.

Les études scientifiques sont de plus en plus nombreuses à confirmer cette efficacité

médicinale.

Les analyses nutritionnelles montrent que les feuilles de Moringa sont très riches en

protéines et contiennent tous les acides aminés essentiels, y compris deux acides

aminés particulièrement importants pour le régime alimentaire des enfants. Ceci est

remarquable pour un aliment d’origine végétale.

Les feuilles de Moringa regorgent aussi de vitamines et minéraux importants, en

particulier les vitamines A et C. Avec des tels atouts nutritionnels, ces feuilles

pourraient contribuer à prévenir le fléau de la malnutrition et les maladies qui y sont

associées.

2- Des feuilles minuscules, d’immenses avantages :

Les feuilles de Moringa contiennent :

7fois plus de Vitamine C que les Oranges,

4 fois plus de Vitamine A que les Carottes,

4 fois plus de Calcium que le Lait,

3 fois plus de Potassium que les Bananes,

2 fois plus de Protéines que le Yaourt.

C’est comme cultiver des multivitaminés sur le pas de votre porte. Presque toutes les

vitamines sont présentes dans la feuille à savoir :

Vitamine B1, Vitamine C, Vitamine B2, Vitamine B3, Vitamine A, Protéines,

Phosphore, Chrome, Manganèse, Potassium, Fer, Cuivre, Calcium, Magnésium et

Zinc.

Qualité rare pour une plante, les feuilles de Moringa contiennent tous les acides

aminés essentiels… Pour construire des corps forts et sains.

Teneurs des feuilles de Moringa en acides aminés, valeurs pour 100g de portion

consommable :


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN Q

Constituants Feuilles fraîches Feuilles sèches

Arginine en mg 406.6 1,325

Histidine en mg 149.8 613

Isoleucine en mg 299.6 825

Leucine en mg 492.2 1,950

Lysine en mg 342.4 1,325

Méthionine en mg 117.7 350

Phénylalanine en mg 310.3 1,388

Thréonine en mg 117.7 1,188

Tryptophane en mg 107 425

Valine en mg 374.5 1,063

Source : [18]

Teneurs des feuilles de Moringa en vitamines et minéraux, valeurs pour 100g de

portion consommable :

Constituants Feuilles fraîches Feuilles sèches

Carotène (Vit. A)* en mg 6.78 18.9

Thiamine (B1) en mg 0.06 2.64

Riboflavine (B2) en mg 0.05 20.5

Niacine (B3) en mg 0.8 8.2

Vitamine C en mg 220 17.3

Calcium en mg 440 2,003

Calories en cal en mg 92 205

Hydrates de carbone en

g

12.5 38.2

Cuivre en mg 0.07 0,57

Lipides en g 1,70 2,3

Fibres en g 0.90 19,2


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN R

Fer en mg 0.85 28.2

Magnésium en mg 42 368

Phosphore en mg 70 204

Potassium en mg 259 1,324

Protéines en g 6,70 27.1

Zinc en mg 0.16 3.29

Source : [18]


ANDRIAMEVA JEAN FERLIN S

Annexe VI- HUILE DES GRAINES DE MORINGA

1- Caractéristiques physico-chimiques de l’huile de Md et de l’huile Mo

Caractéristiques

physico-chimiques

Huile de Mo Huile de Md

Densité 0,915 0,905 – 0,912

Indice de réfraction 1,4597 1,4604 – 1,4668

Indice d’iode 73,30 80

Indice de saponification 191,52 188 -190

Indice d’acide 2,39 1,50 – 1,96

Insaponifiable [%] 1,04 1,26 -1,69

[05]

2- Composition en acides gras de l’huile de Md et celle de l’huile de Mo

L’identification des acides gras contenus dans l’huile se fait par l’analyse par

chromatographie en phase gazeuse (CPG)

Acides gras en % Huile de Mo Huile de Md

Acide myristique, C14:0 0,14 0,28

Acide palmitique, C16:0 5,21 10,25

Acide palmitoléique,

C16:1ϖ7

1,33 2,98

Acide stéarique, C18:0 5,56 10,40

Acide oléique, C18:1ϖ9 73,90 68,85

Acide linoléique, C18:2ϖ6 0,70 1,06

Acide arachidique, C20:0 3,04 2,64

Acide gadoléique,

C20:1ϖ9

1,99 0,58

Acide béhénique, C22:0 6,39 2.48

Source : [05]

Auteur/ Author ANDRIAMEVA Jean Ferlin E-mail : [email protected] N° : +26134 21 716 84 Titre du document/ Document title :

« UTILISATION DES POUDRES D’AMANDE DES GRAINES DE MORINGA OLEIFERA ET DE MORINGA DROUHARDII ACTIVEES POUR LE TRAITEMENT

DES EAUX ».

Nombre de pages : 120 pages Nombre de tableaux : 49 tableaux Nombres de figures : 34 figures Résumé : L'objectif de cette étude est de mettre au point une technologie simple mais efficace pour le traitement des eaux brutes en vue de les rendre potables. Les échantillons d'eau de Mandroseza et d'Andranomahery Anosiala, ont été traités par la poudre des graines de Moringa Oleifera et de Moringa Drouhardii. Pour deux (02) différents échantillons d'eau brute des turbidités respectives 10-15 NTU et 50-55NTU traitées, la dose optimale du coagulant d'origine végétale activé à l'HCl 0,9N est de 70 mg/L. Le traitement avec le coagulant naturel de l'eau chargée d'impureté est satisfaisant avec une turbidité répondant aux normes après filtration pour l'eau brute de faible turbidité. Nous avons observé, d'une part que le temps de séjours est amélioré, d'autre part une réduction totale des charges bactériennes et des caractéristiques physico-chimiques d'une eau potable. Mots-clés : Moringa Oleifera, Moringa Drouhardii, Coagulant, dose optimale, activé, Eaux potables. Abstract : The objective of this study is to develop a simple but effective technology for the rough water treatment in order to make them drinkable. The water samples of Mandroseza and the water of Andranomahery Anosiala, were treated by the powder of seeds of Moringa Oleifera and Moringa Drouhardii. For two (02) various raw water samples of respective turbidities 10-15 treated NTU and 50-55NTU, the optimal amount of the coagulant of vegetable origin activated in HCl 0,9N is 70 mg/L. The treatment with the natural coagulant of water charged with impurity is satisfactory with a turbidity meeting the standards after filtration for raw water of low turbidity. We observed, on the one hand that the residence time is improved, on the other hand a total reduction of the bacterial loads and physicochemical characteristics of a drinking water. Keywords : Moringa Oleifera, Moringa Drouhardii, Coagulant, amount optimal, activated, drinkable water. Encadreur : Monsieur RAZANAJAO Jules Milson E-mail : [email protected] N° : +26134 41 079 88

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Utilisation des poudres d’amande des graines de Moringa Oleifera …biblio.univ-antananarivo.mg/pdfs/andriamevaJeanF_ESPA... · 2017-10-09 · Utilisation des poudres d’amande