Ressources documentaires.

Métiers de l’environnement /Module Eau – Opérateur en

traitement de l’eau

Opérateur en traitement de l’eau

Zita Antoine ONDOA

Table des matières

Introduction ................................................................................................................... 2
Séquence 1 : Traitement (Production) de l’eau potable .......................................... 3
A. Définition .................................................................................................................... 3
B. Schéma de principe de la chaine de procédé de traitement de l’eau potable ... 3
Séquence 2 : Traitement des eaux usées (Fosses septiques : étapes-
compartiments-design) ................................................................................................ 7
A. Introduction ................................................................................................................ 7
B. Caractérisation des eaux usées domestiques ....................................................... 7
C. Principe de l’épuration des eaux usées. - schéma de principe général ............. 7
D. Fosse septique........................................................................................................... 8
Séquence 3 : Vulnérabilité et suivi environnemental au niveau communal ou
communautaire (mécanisme citoyen de suivi des lacs, des rivières et plages,
périmètre de protection autour d’un point d’eau) .................................................. 12
A. Où situer la vulnérabilité de l’eau ? ...................................................................... 12
B. Démarche d’analyse de la vulnérabilité (outils)................................................... 13
C. Périmètre de sécurité .............................................................................................. 14
D. Implication citoyenne dans le suivi environnemental ........................................ 15
Références ................................................................................................................... 16

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Introduction

Bonjour et bienvenue dans ce module sur le métier d’Opérateur en traitement de l’eau

Le traitement de l’eau, qui recouvre aussi bien la production de l’eau potable que l’épuration
des eaux usées, est tout un art.

C’est un secteur multidisciplinaire qui nécessite polyvalence et autonomie.

Notre formation axée sur le traitement de l’eau abordera de façon pratique les aspects liés à
la production de l’eau potable et à l’assainissement des eaux usées.

Nous couvrirons les aspects :

• de la production d’eau potable, notamment les étapes du procédé,

• de l’épuration des eaux usées (notamment les fosses septiques),
• du suivi environnemental axé sur la ressource eau

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Séquence 1 : Traitement (Production) de l’eau potable

Bienvenue dans cette séquence portant sur le traitement de l’eau potable.

A. Définition

À l’état naturel, les eaux brutes (de surface ou souterraines) peuvent être impropres à la
consommation humaine. On y retrouve en effet des impuretés, dissoutes ou non dans l’eau,
qui sont responsables de la coloration et du caractère trouble des eaux naturelles, créant un
sentiment spontané de doute quant à leur consommation potentielle.

Le traitement de l’eau potable ou la production de l’eau potable consiste au transit de ces eaux
brutes à travers plusieurs processus physiques et chimiques successifs, afin de les
débarrasser de leurs impuretés et les rendre saines à la consommation.

Il existe une multitude de chaînes (agencement d’étapes) de procédés de traitement d’eau

potable.

B. Schéma de principe de la chaine de procédé de traitement de l’eau potable

Examinons à titre d’exemple le schéma de procédé de production d’eau potable ici proposé :

1- Le prétraitement : Les eaux de surface entrant dans la chaine de traitement sont chargées
de particules grossières (constituées de feuilles mortes, de morceaux de bois, de restes
d’animaux et de poissons en suspension) qui pourraient briser les équipements de traitement
installés en aval du circuit de traitement.
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Une fraction de ces particules est retenue par la GRILLE à l’entrée ou par la CRÉPINE au pied
de la pompe d’aspiration (on parle du dégrillage ou du dégrossissage).

2- L’eau ainsi dégrossie rentre et atteint le bassin de sédimentation préliminaire, un séjour qui
favorise la diminution de la turbulence et donc le dépôt d’une fraction supplémentaire des
particules encore en suspension comme les graviers, les sables, les limons et autres.

À ce stade, l’eau est cependant encore chargée d’une bonne fraction d’impuretés en
suspension ou dissoutes dans l’eau, toutes de taille extrêmement petite et toutes de charge
négative.

3- On a donc recours dans la suite du traitement à une addition de produits chimiques, pour
procéder à une pré-clarification.

Dans un premier temps, l’ajout d’un produit liquide, comme le sulfate d’aluminium, libère des
charges positives dans l’eau qui s’associent aux impuretés jusqu’ici présente dans l’eau. On
parle de COAGULATION.

Dans un second temps, on procède à l’ajout d’un second produit chimique appelé floculant ou
polymère ou aide coagulant : c’est la FLOCULATION. Ce second produit va agir comme une
« colle » qui lie l’ensemble des couples de charges neutralisées sous forme de gros flocons.

Rendu à ce niveau, toutes les impuretés initialement dispersées dans la masse d’eau sont
donc rassemblées en un réseau de flocons sous forme de mèche ou filet.

4- La prochaine étape est la clarification par le mécanisme de la décantation :

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Le filet de gros flocons va alors tomber (sous le poids des flocons), au fond du bassin, afin de
ne laisser monter vers la surface que du surnageant (eau claire)

À ce niveau, l’Opérateur en traitement des eaux pourra surveiller :

• le débit maximal de production à ne pas dépasser,

• le niveau du voile de boues au fond et leur purge.

Pour optimiser la clarification de l’eau, qui jusqu’ici contient encore une bonne fraction de
particules de très petite taille, on procède ensuite à la filtration.

5- La filtration est le passage de l’eau à travers un media poreux (sable, charbon anthracite
par exemple), d’une ou plusieurs couches, selon l’efficacité recherchée.

L’avantage de cette barrière physique est qu’elle débarrasse l’eau des quelques micro-flocons
persistants dans la masse d’eau et abritant divers microorganismes pathogènes (algues,
amibes, kystes d’amibes, œufs de vers parasites et protozoaires). Elle permet ainsi d’atteindre
une efficacité de 70-75 % d’enlèvement des bactéries et de 10% environ pour les virus.

Pendant la filtration, l’Opérateur en traitement des eaux devra surveiller quelques paramètres
d’opération qui renseignent sur le niveau de colmatage du filtre et l’efficacité du traitement.

Il s’agit notamment :

• des manomètres de pression,

• du débit de filtration,
• de la turbidité de l’eau.

Si la filtration aide à l’enlèvement physique (de 90 %) des impuretés, la purification de l’eau

est complétée dans la suite par l’inactivation des microorganismes par des désinfectants.

6- La désinfection consiste à ajouter un oxydant dans l’eau pour détruire ou inactiver les
microorganismes pathogènes encore présents.

Le défi de cette étape est triple :

• éliminer ou réduire le taux des microorganismes,

• maintenir une concentration résiduelle du désinfectant à un niveau acceptable
qui puisse continuer à protéger l’eau et assurer sa qualité jusqu’à son point de
consommation finale,
• minimiser les risques de formation des sous-produits de la désinfection nocifs
pour la santé humaine.

L’efficacité de la désinfection va dépendre d’un certain nombre de paramètres comme :

• la nature de l’eau traitée,

• la concentration et le type de microorganismes présents,
• le type de désinfectant utilisé, la dose injectée et le temps de contact, etc.
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L’eau disponible à ce stade n’est pas encore propre à la consommation, et il est

nécessaire de procéder aux derniers ajustements.

7- Les différents produits chimiques utilisés jusqu’ici peuvent avoir éloigné la valeur du pH en
dessous ou au-dessus de la norme (6.5 ≤ pH ≤ 8.3), il faut donc procéder à l’ajustement du
pH final de l’eau avant sa distribution.

Ceci passe par l’ajout d’un produit dit « base », comme la chaux hydratée, ou le bicarbonate
de sodium.

Cela a le double avantage de relever le pH tout en favorisant un enrobage des conduites avec
une mince couche de calcaire rendant l’eau moins agressive et protégeant les conduites
contre le phénomène de corrosion.

Nous arrivons à la fin de cette séquence. Merci d'être resté attentif jusqu'à la fin.

Dans la deuxième séquence, nous parlerons du traitement des eaux usées.

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Séquence 2 : Traitement des eaux usées (Fosses septiques : étapes-

compartiments-design)
Bienvenue dans cette séquence portant sur le traitement des eaux usées.

A. Introduction

L’explosion démographique et la croissance de l’industrie rendent urgent l’innovation dans le

secteur du traitement des eaux usées, puisqu’elles concentrent deux types de pollution : les
rejets localisés (rejets issus des usines de traitement d’eaux usées) et les rejets diffus
(agriculture-élevage).

Dans plusieurs pays, l’ensemble de la pollution correspond uniquement à la pollution diffuse,

compte tenu de l’absence même ou de l’insuffisance des ouvrages de collecte et la pratique
généralisée des latrines et fosses isolées. Cette situation expose les populations à différents
organismes pathogènes par l’entremise de la contamination des eaux de surface et des puits.

Dans le contexte d’un aménagement du territoire mieux planifié, le volume total des eaux
usées atteignant l’usine d’épuration peut être regroupé en :

• eaux usées rejetées par les ménages,

• eaux « libres » pénétrant dans les canalisations sous forme d’eau parasites,
• eaux de pluies,
• eaux rejetées par les industries.
Nous nous limiterons ici aux eaux domestiques, pour traiter uniquement de l’assainissement
par des fosses septiques.

Mais quelle est la pollution présente dans les eaux usées domestiques ?

B. Caractérisation des eaux usées domestiques

Les eaux domestiques sont majoritairement constituées d’excrétions humaines (solides et

liquides biologiques) et peuvent contenir :

• de la matière organique – des complexes organiques (C-H),

• des nutriments (N, P, S,…),
• des microorganismes pathogènes,
• des polluants émergents (dérivés médicamenteux, cosmétiques, huiles,
graisses).
L’épuration de ces eaux usées suit plusieurs étapes.

C. Principe de l’épuration des eaux usées. - schéma de principe général

De façon illustrée, l’épuration classique des eaux usées consiste à extraire les matières solides
grossières puis, la charge organique et non bio dégradable dissoute et enfin la charge
résiduelle composée des microorganismes et d’autres polluants spécifiques.

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Le dégrillage, le dégraissage et le dessablage constituent le prétraitement consistant à

l’enlèvement des gros fragments, des huiles et graisses qui nuiraient à la suite du traitement.

Le décanteur primaire est le premier bassin de tranquillisation afin de laisser sédimenter les
autres particules grossières nos retenues par les grilles.

L’injection ultérieure d’air dans le bassin adjacent favorise la dégradation de la pollution par
les microorganismes. Le dosage ultérieur de produits chimiques facilite une meilleure
clarification des eaux. C’est la clarification.

Enfin dernières étapes : la déphosphatation et la désinfection. Il s’agit de doser un produit

chimique (un additif) qui aide à enlever le phosphore et à éliminer les microorganismes dans
les eaux.

Revisitons le principe général d’épuration des eaux usées à l’échelle d’une fosse
septique.

D. Fosse septique

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Le traitement par des fosses septiques est une alternative écologiquement viable. C’est une
option à envisager lorsqu’il n’est pas possible de disposer d’un réseau public d’égouts.

Comment fonctionne une Fosse septique ?

Dans le 1er compartiment d’une Fosse septique s’effectue le PRÉTRAITEMENT et la

liquéfaction des excrétas.

Les matières solides et liquides s’accumulent dans un premier compartiment et subissent une
fermentation anaérobique. La masse de matière organique y subit une réduction physique de
l’ordre de 80-90 % de son volume initial. Cela s’accompagne d’une forte production de
composés volatiles relativement dangereux, comme l’acide sulfurique ou l’ammoniac.

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Nous devons donc prévoir l’installation d’une conduite ou d’un réseau d’évent pour
l’évacuation de ces gaz. L’opérateur doit également veiller à l’entretien des préfiltres pour
éviter le refoulement des eaux usées soit vers l’intérieur de l’habitation soit à l’extérieur.

Certaines dimensions doivent de plus être respectées pour obtenir les performances visées.
Soulignons enfin pour ce qui est de l’hydraulique général, la disposition physique des
ouvrages d’une fosse septique doit permettre l’écoulement gravitaire.

Le rejet d’une fosse septique renferme un grand nombre d’organismes pathogènes résiduels.

L’on peut donc avoir recours au dosage des additifs dans le 2ème compartiment ou dans
les deux compartiments de la fosse septique.

Ceux-ci peuvent être de deux sortes :

• des additifs chimiques qui comportent un risque de destruction de la flore

microbienne dans la fosse septique. Ils sont donc moins conseillés.

• des bio-additifs à savoir des souches de levures, de bactéries, d’enzymes dans

des solutions nutritives. Leur action accroit le taux de digestion des boues
(hydrolyse) et ils sont donc conseillés.

Ultimement, il faudra vidanger la fosse septique pour garder sa performance et limiter

des nuisances à l’environnement.

Cette vidange se fait de manière partielle. Elle consiste à recueillir une fraction seulement des
boues et du surnageant afin de soulager la fosse septique tout en préservant la flore
microbienne en place. Cette occupation en elle-même présente un potentiel d’auto-emploi
avec un revenu conséquent.

Pour ce qui est de la fréquence de vidange : se référer à la réglementation locale ou régionale

en vigueur.

Toutefois, il faut relever ici que selon :

• le contexte de certains pays en Afrique (Cameroun), la fréquence de

vidange est de 3 ans à 4 ans et plus
• le contexte nord-américain (Québec), elle est de 2 ans à 5 ans.

Finalement, il faut procéder à une estimation du volume total de boues dans la Fosse
septique pour une meilleure planification de toute la logistique de sa vidange.

Deux méthodes permettent d’estimer le volume total de boues dans la Fosse septique :

• la méthode analytique : qui consiste à la prise d’un échantillon, à la

détermination de la masse de solide encore appelée la siccité des boues en mg
ou en g ou kg. Cette approche n’est pas très conseillée pour des travaux
de terrain ;
• la méthode de la production spécifique : basée sur un « petit » calcul. Cette
méthode (la deuxième) est la plus pratique.
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Quelle est la finalité des boues issues des fosses septiques ?

Selon la réglementation régionale ou nationale en vigueur, les boues retirées des Fosses
septiques peuvent être disposées dans :

• des étangs de disposition (étangs aérés),

• des géotubes en sacs de déshydratation,
• des usines de déshydratation

L’expérience de l’Office National de l’Assainissement du Sénégal (ONAS) est une expérience

pilote qui a su démontrer la possibilité de valoriser des sous-produits issus de l’assainissement
des eaux usées comme :

• des boues stabilisées (épandage agricole comme engrais),

• des eaux épurées et désinfectées puis réutilisées par le BTP-génie civil et
l’irrigation-agriculture.

Sur ce, nous arrivons au terme de notre séquence de formation. Dans la troisième leçon, nous
verrons ensemble la vulnérabilité et le suivi environnemental.

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Séquence 3 : Vulnérabilité et suivi environnemental au niveau

communal ou communautaire (mécanisme citoyen de suivi des lacs,
des rivières et plages, périmètre de protection autour d’un point d’eau)
Bienvenue dans cette séquence portant sur la vulnérabilité et le suivi environnemental en
rapport avec les ressources en eau.

En revisitant le cycle de l’eau, l’une des questions d’intérêt à se poser au sujet de la

vulnérabilité de l’eau est la suivante :

A. Où situer la vulnérabilité de l’eau ?

Et comment juge-t-on de sa qualité, de sa potabilité.

Comme nous l’avons vu en introduction, l’eau est omniprésente dans la nature. Elle agit
comme un « continuum », un « communicant » entre les différents compartiments de notre
environnement.

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Comprendre la vulnérabilité de l’eau exige donc d’examiner les différents usages (énergie,
agriculture-irrigation, industrie, usages domestiques, etc.) afin de déceler les points de
faiblesse.

Les organismes vivants dans les milieux aquatiques sont intégrateurs des marques causées
par différents stresseurs environnementaux. La qualité de l’eau peut donc être évaluée à
partir de ces bioindicateurs à savoir : les macro invertébrés/insectes, les poissons, les
algues… dont l’état renseigne sur le niveau de vulnérabilité des eaux.

Quel que soit les usages de l’eau, lorsque inadéquats, on assiste inévitablement à une perte
de qualité des eaux se traduisant par :

• l’acidification des eaux de surface,

• la surgescence d’efflorescence d’algues,
• l’eutrophisation des lacs,
• la contamination des eaux souterraines,
• l’augmentation des coûts de potabilisation de l’eau,
• la restriction des usages récréatifs et autres conséquences.

La vulnérabilité peut donc être considérée comme le risque de dégradation de la qualité de

l’eau associée à une activité ou à un aléa donné. Une perception de la pureté des eaux
(souterraines) est communément partagée, ce qui n’est pas toujours le cas.

Une fois tous ces aspects mis en relief, examinons les étapes d’une démarche d’analyse
de la vulnérabilité d’un point d’eau.

B. Démarche d’analyse de la vulnérabilité (outils)

La démarche d’analyse de la vulnérabilité d’une source d’eau (souterraine ou de surface)

comporte les étapes suivantes :

• Caractériser le point/secteur du prélèvement,

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• Inventorier les éléments susceptibles d’affecter la qualité ou la quantité des

eaux exploitées,
• Évaluer les menaces associées aux éléments inventoriés,
• Identifier les causes probables des problèmes avérés.

Parallèlement, on se doit de documenter les 6 niveaux d’indicateurs suivants :

• A : Vulnérabilité physique du site de prélèvement (source : registre des

évènements)
• B : Vulnérabilité aux microorganismes (source : eau brute)
• C : Vulnérabilité aux matières fertilisantes (source : registre des évènements)
• D : Vulnérabilité à la turbidité (source : eau brute)
• E : Vulnérabilité aux substances inorganiques (source : eau distribuée)
• F : Vulnérabilité aux substances organiques (source : eau distribuée)

Au terme de cette analyse on pourra attribuer une côte à chaque risque au moyen de deux
vecteurs de forces :

• la GRAVITÉ des conséquences associées et,

• la FRÉQUENCE ou la PROBABILITÉ D’OCCURENCE.

Le but ultime d’un tel exercice d’analyse de la vulnérabilité est de bonifier les schémas
d’aménagement permettant d’ériger un périmètre de sécurité autour des points d’eau, que ce
soit à l’échelle d’un puits domestique ou d’un lac.

C. Périmètre de sécurité

Un certain nombre de bénéfices ou externalités positives sont tirés de l’érection d’un périmètre
de protection autour d’un point-plan d’eau :

À titre d’exemple on peut citer :

• la diminution des coûts liés à la production de l’eau potable,

• la préservation des revenus issus d’une multitude de services
environnementaux (activités de plaisance).

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Le périmètre de protection est un rayon sécuritaire suffisant permettant d’empêcher que la

migration des contaminants-polluants éventuels atteigne l’eau prélevée dans un puits ou une
rivière.

L’établissement d’un périmètre de protection tient compte de +/- cinq critères :

• La distance,
• Le rabattement,
• Le temps de parcours d’un contaminant,
• Les limites du bassin versant,
• La capacité d’atténuation du milieu.

Le succès de toutes ces initiatives exige la participation de tous les acteurs ou parties
prenantes à savoir le gouvernement, les communautés, le secteur privé, la société civile.

D. Implication citoyenne dans le suivi environnemental

Mais comment impliquer davantage les citoyens dans la gestion de l’eau, ceci pour une
meilleure cohabitation des différents usages de l’eau.

Tous les gestionnaires de l’eau s’accordent que le bassin versant est la meilleure échelle de
gestion de l’eau puisque correspondant au territoire naturel d’écoulement des eaux.

Plusieurs actions peuvent être menées par des regroupements citoyens :

• Campagnes de nettoyage (levée de fonds) : enlèvement des débris solides

plastiques,
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• Rivières surveillées (réseau citoyen) : surveillance des crues, des étiages, de

la qualité
• Programmes-Campagnes éducatives (scolaire) d’éco surveillance type «
j’adopte un cours d’eau » : inventaire des bioindicateurs, animations, jeux.

Toutes ces initiatives peuvent bénéficier de l’appui des services techniques :

• par l’élaboration-adoption d’un portrait (plan) d’échantillonnage bénévole,

• par la sélection de bioindicateurs ou organismes reconnus sensibles à la
pollution, qui renseigneront sur la sensibilité du point-plan d’eau.

Vous l’aurez compris, la qualité de l’environnement a un impact important sur les efforts de
traitement de l’eau. Il est donc crucial de favoriser la santé de l’environnement pour améliorer
ou faciliter le traitement de l’eau. C’est sur cet appel pour un environnement sain que nous
arrivons à la fin de ce module de formation sur le métier d’opérateur en traitement des eaux.
Pour ceux et celles qui décideront d’en faire leur métier et source de revenu, nous serons
heureux de recevoir les informations sur votre expérience et d’en partager à la communauté
d’apprenants.

Bon traitement de l’eau !

Références
Si vous le souhaitez, une version longue du cours, avec annexes et référence, est accessible
à ce lien.

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