Détermination de la pollution résiduelle d'une station d'épuration par lagunage naturel "cas de la lagune de béni-messous"

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Institut des Sciences de la Mer et de l'Aménagement du Littoral

Mémoire de Fin d'Etudes
En vue de l'obtention du Dipl8me d'Etudes Universitaires Appliquées
en Sciences de la Mer

Theme :

DETERMINATION
DE LA POLLUTION RESIDUELLE
D'UNE STATION D'EPURATION
PAR LAGUNAGE NATUREL

"CAS DE LA LAGUNE DE BENI-MESSOUS"

Réalisé par : Encadré :

M^r TARMOUL Fateh M^r DRICHE M.

M^elle SADI Meriem

Juillet 2007

emerciements

Avant tout, nous remercions Allah, Dieu le Miséricordieux, l'Unique,
le Puissant, .... pour son guide et sa protection ;

Nous tenons a remercier vivement M^r Driche, pour la confiance
qu'il nous a accordé en acceptant de nous encadrer ;
pour sa disponibilité tout au long de l'élaboration de ce mémoire
de fin d'études, pour son aide, ses critiques et ses suggestions,
qui ont été pour nous d'un grand apport ;

Nous exprimons notre gratitude a l'ensemble de nos enseignants
qui ont si soigneusement partagé leurs connaissances
en sciences de la mer, passion qui nous a tous réuni a l'ISMAL ;
Sans oublier tous les autres employés de l'institut,
particulièrement ceux de la bibliothèque ;

Nos remerciements vont aussi, a M^r Mechti, M^r et M^me Belkacemi
et M^r Makhzoumi du Ministère des Ressources en Eau ; a M^r Lazili
et M^me Bouchefer de l'Office Nationale de l'Assainissement (ONA) ;
qui nous ont tous si bien accueilli et aimablement aidé ;

Un grand merci, pour Mesdames, Djermane K., Himrane S. et Ouakli N.
du laboratoire central de l'O NA qui n'ont ménagé aucun effort
pour nous assister durant notre stage au sein de leur établissement,
ainsi que pour leur hospitalité et leurs encouragements ;

Enfin, que tous ceux qui ont contribué de prés ou de loin a la réalisation
de ce mémoire, puissent trouver ici, toute notre reconnaissance.

atert & Aeriem

Did&cace/3

A mes tres, tres chers parents, source d'amour et d'affection ;
A mes tres chers sceurs et frere, Nabila, Fatma, Namia, Amel, El Djouher
et Moussa qui comptent énormément pour moi ;

A Toufik et Hacene ;

Aux boutchoux, neveux, Hani et Amine Younes et niece, Amira ;
A mes cousins, Sid Ahmed, Madina, Soraya, Nadia, notre Mohamed
et leur papa et maman ;

A ma deuxième Famille, Zahia, Nacer, Amina et Amir ;
A tous mes autres proches ;

A mes chers amis Said, Walid, Walido, Fethi, Fethi, Imed, Hamid, Khaled,
Youcef, Mohamed, Noufel, Sid Ali, Faysal, Ferhat, Mounir, Ibrahim, Sid Ali,
Rachid, Taha, Redouane, Kamel, Ramdan, Billel, Djamel, Hamza, Ibrahim,
Mohamed, Kamel, Hacene, Mourad, Mehdi, Hamza, Abd Essamed,
Redouane, Samir, Lotfi, Mohamed, Walid, Nabil, Lakhder, Amine, Abdou,
Oussama, Ali, Krimo, Ibrahim, Lounes, Larbi, Lotfi, Bachir, Aboubeker
Karima, Faiza, Nawel, Amina 1, Amina 2, Amina 3, Nadjet, Narimane,
Fayrouz, Meriem, ... mais surtout, surtout a Lamine, Mehdi et Imene
a qui je tient plus particulièrement ; j'espere que je n'ai oublié personne ;
A toutes les personnes qui m'ont soutenu et encouragé
tout au long de cette année ;

A vous tous qui m'aimez ;

Je dédie ce modeste travail.

Did&cace/3

Je dedie ce memoire :
A mes tres chers parents qui veillent a ma reussite et bonheur ;

A mon unique sceur, Yasmine
A mes deux freres adores, Charif et Lokman ;

A tous mes autres proches ;

A mes chers amis, Meriem, Soumeya, Imène, Nadjet, Amina, Narimane,
Adnane, Walid, Samir et Tarik ainsi qu^,à tous ceux qui me connaissent
a l^,ISMAL et avec qui j^,ai passé trois années inoubliables ;

A Fateh, mon binome avec qui travail rime avec serieux
et bonne humeur ;

Tous simplement, a tous ceux que j^,aime et qui m^,aiment.

keriem

5ommdirP

Introduction générale 01

1ère PARTIE : ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE

Chapitre 1 : Généralités sur les eaux usées

Introduction 03

1.1. Définition 03

1.2. Origine et composition des eaux usées 03

1.2.1. les eaux usées domestiques 03

1.2.2. les eaux industrielles 03

1.2.3. les eaux agricoles 04

1.2.4. les eaux pluviales 04

1.3. Caractéristiques des eaux usées 04

1.3.1. Les paramètres physico-chimiques 04

1.3.1.1. La température 04

1.3.1.2. Le potentiel d'Hydrogène (pH) 05

1.3.1.3. La turbidité et les matières en suspension 05

1.3.1.4. La demande biologique en oxygène (DBO5) 06

1.3.1.5. La demande chimique en oxygène (DCO) 06

1.3.1.6. Les matières oxydables (MO) 06

1.3.1.7. Le carbone organique total (COT) 06

1.3.1.8. L'azote et le phosphore 07

1.3.1.8.1. L'azote 07

1.3.1.8.2. Le phosphore 08

1.3.1.9. Les oligoéléments et les toxiques minéraux 08

1.3.2. Les paramètres bactériologiques 08

1.3.2.1. Les coliformes totaux (CT) 08

1.3.2.2. Les coliformes fécaux (CF) 09

1.3.2.3. Les Streptocoques fécaux 09

1.3.2.4. Les Clostridiums sulfito-réducteurs 09

1.4. L'équivalent habitant 10

1.5. Les normes algériennes de rejet d'effluents 10

Conclusion 10

Chapitre 2 : Traitement des eaux usées

Introduction 12

2.1. Les étapes et procédés de traitement des eaux usées 12

2.1.1. Les prétraitements 12

2.1.1.1. Dégrillage 12

2.1.1.2. Dessablage 13

2.1.1.3. Dégraissage - Déshuilage 13

2.1.2. Les traitements primaires 13

2.1.2.1. Coagulation - Floculation 13

2.1.2.2. Décantation 13

2.1.2.3. Filtration 14

2.1.3. Les traitements secondaires (Biologiques) 14

2.1.3.1. Traitements anaérobies 14

2.1.3.2. Traitements aérobies 14

2.1.3.2.1. Les lits bactériens 15

2.1.3.2.2. Les boues activées 15

2.1.3.2.3. Le lagunage 15

2.1.4. Les traitements tertiaires 15

2.1.4.1. L'élimination de l'azote 16

2.1.4.2. L'élimination du phosphore 16

2.1.4.3. La désinfection 17

2.1.4.4. Le traitement des odeurs 17

2.2. Réutilisation des eaux usées 17

2.2.1. L'industrie 17

2.2.1.1. Lavage et transport industriel des matériaux 17

2.2.1.2. Refroidissement industriel 18

2.2.2. L'irrigation 18

2.2.3. Les usages municipaux 18

2.3. L'épuration des eaux usées en Algérie 18

2.3.1. Volumes des eaux usées en 2004 18

2.3.2. Programme des stations d'épuration pour le court terme (2006-2010) 19

Conclusion 21

Chapitre 3 : Le lagunage naturel

Introduction 23

3.1. Définition 23

3.2. Principe de fonctionnement 23

3.3. Les différents types de lagunage 24

3.3.1. Le lagunage naturel 24

3.3.1.1. Étangs anaérobies 25

3.3.1.2. Étangs aérobies 25

3.3.1.3. Étangs facultatifs 25

3.3.2. Le lagunage aéré 26

3.4. Influence des conditions climatiques sur les performances du lagunage 26

3.4.1. La durée du jour et l'intensité de l'ensoleillement 26

3.4.2. La température 26

3.4.3. Le régime et l'orientation des vents dominants dans la région 26

3.4.4. L'évaporation 27

3.4.5. La pluviométrie 27

3.5. Exploitation du lagunage 27

3.6. Contraintes d'exploitation 27

3.7. Avantages et inconvénients du lagunage 28

3.7.1. Avantages 28

3.7.2. Inconvénients 28

Conclusion 28

2ème PARTIE : ÉTUDE EXPÉRIMENTALE

Chapitre 4 : Description de la zone d'étude

Introduction 29

4.1. Étude du lagunage naturel de Béni-Messous 29

4.1.1. Localisation géographique 29

4.1.2. Dimensionnement et caractéristiques des lagunes 30

4.1.3. Caractéristiques des eaux usées 31

4.1.4. Temps de séjour dans les lagunes 31

4.2. Étude géologique de la région de Béni-Messous 32

4.3. Étude hydrologique de la région de Béni-Messous 32

4.4. Étude démographique de la population concernée 32

4.5. Description des conditions climatiques 33

4.5.1. Température 33

4.5.2. Ensoleillement 34

4.5.3. Vents 34

4.5.4. Pluviométrie 35

4.5.5. Évaporation 36

Conclusion 36

Chapitre 5 : Matériels et méthodes

Introduction 37

5.1. Prélèvement et échantillonnage 37

5.2. Conditionnement des échantillons 37

5.3. Conservation des échantillons 38

5.4. Application au lagunage naturel de Béni-Messous 38

5.5. Analyses et modes opératoires 39

5.5.1. Paramètres insitu 39

5.5.1.1. La température de l'eau 39

5.5.1.2. Le potentiel d'Hydrogène (pH) 39

5.5.2. Paramètres mesurés au laboratoire 40

5.5.2.1. Matières en suspension (MES) 40

5.5.2.2. Demande chimique en oxygène (DCO) 42

5.5.2.3. Demande biologique en oxygène (DBO5) 43

5.6. Classes de qualité des eaux 44

Conclusion 45

Chapitre 6 : Résultats et interprétations

Introduction 46

6.1. La température 46

6.2. Le potentiel d'hydrogène (pH) 47

6.3. Les matières en suspension (MES) 47

6.4. Détermination de la pollution résiduelle 49

6.4. La demande chimique en oxygène (DCO) 49

6.5. La demande biologique en oxygène (DBO5) 51

6.7. La qualité de l'eau rejetée par la lagune de Béni-Messous ...52

Conclusion 52

Conclusion générale 53

Bibliographie