RAPPORT FPA Avec Corrections

Projet de fin d’année Génie des procèdes (énergie et environnement)

Remerciements C’est avec un immense plaisir que je conforme à la tradition pour exprimer ma gratitude envers les personnes qui par leurs conseils et leurs critiques ont contribué à la réalisation de ce projet. J’ai l’honneur et le plaisir d’avoir le Professeur AZZABAKH Aniss comme encadrant de mon Projet de Fin d’Année. Qu’il trouve ici l’expression de ma vive reconnaissance, ma grande considération et mes remerciements les plus sincères. Je remercie Mr .Majid MOUNCEF, Directeur Général de la société MEDLEAU pour son accueil chaleureux et ses conseils pertinents qui ont été un appui considérable. J’adresse ma profonde gratitude à Mme. CHEBELI Bouchera, Chef du Département de Génie des Procédés, de l’Energie et de l’Environnement et Mme. HILALI Ibtisam, de m’avoir soutenues tout au long de ce projet, qu’elles trouvent ici ma marque de reconnaissance pour leurs conseils, leurs aides et leurs encadrements à plein temps. J’exprime également mes remerciements au corps professoral et administratif du département Génie des Procédés, de l’Energie et de l’Environnement à l’ENSA pour tous les efforts qu’ils ont consenti afin de me faire partager une partie de leur savoir et l’intérêt constant qu’ils ont porté à notre formation. Je remercie chaleureusement Monsieurs les membres du jury d’avoir accepté de lire et de juger mon travail. Je voudrais aussi témoigner ma reconnaissance envers tout le personnel de la société MEDLEAU et l’ONEP Agadir de leurs collaboration, leurs conseils et leurs aides précieuses tout le long du projet.

Enfin, je voudrais témoigner ma reconnaissance à tous ceux qui ont contribués de près ou de loin à l’aboutissement de ce travail dans les meilleures conditions possibles.

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Dédicaces

A mes très chers parents : Pour votre immense soutien, votre grand amour, vos sacrifices et vos prières. Vous méritez toute éloge, vous qui avez fait de moi ce que je suis, je ne peux le reconnaître en quelques lignes. Aucun mot ne saurait exprimer à sa juste valeur de dévouement, le respect que je vous porte. J’espère être à la hauteur de l’image que vous vous êtes faites de moi et puisse Dieu vous accorder une longue vie.

A tous ceux qui me sont chers,

A tous ceux qui m’aiment et que j’aime,

Je dédie ce modeste travail.

Salah-Eddine Mellouk

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Table des matières 9


REMERCIEMENTS.................................................................................................... 1 DÉDICACES............................................................................................................ 2 INTRODUCTION :.................................................................................................... 7 CHAPITRE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE (ETAT DE L’ART)..........................................9 1.1ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES TECHNIQUES D’ÉPURATIONS........................10 1.2 LES DIFFÉRENTES STATIONS D’ÉPURATIONS EXISTENT AU MAROC : .................19 CHAPITRE 2 : CONTEXTE GENERAL DU PROEJT........................................................24 1.1CHAIER DES CHARGES DU PROJET:....................................................................25 1.2 PRÉSENTATION DE LA SOCIÉTÉ ET DE SON DOMAINE D’ACTIVITÉ:......................26 1.3.1DONNÉES PHYSIQUES :......................................................................................................... 27 1.3.1.1 Relief :.................................................................................................................... 27 1.3.1.2 Géologie :............................................................................................................... 27 1.3.1.3Hydrologie et Hydrogéologie...................................................................................28 1.3.1.4 Climatologie............................................................................................................ 28 1.4DONNÉES DÉMOGRAPHIQUES ET URBANISTIQUES. .........................................................................30 2.2.1 Population actuelle.................................................................................................... 30 2.2.2Prévisions démographiques : .....................................................................................31 2.2.3Données urbanistiques............................................................................................... 32 2.3ESTIMATIONS DES DÉBITS REJETÉS ET CHARGES POLLUANTES...........................................................33 2.3.1Débits rejetés............................................................................................................. 33 2.3.2Charges polluantes..................................................................................................... 34 2.4RAPPEL DE L’ASSAINISSEMENT EXISTANT DANS LA VILLE DE TAN TAN................................................37 2.5SYSTÈME D’ÉPURATION ACTUELLE : ........................................................................................... 38 CHAPITRE 3 :CONCEPTION ET DE DIMENSIONNEMENT DE LA STATION D’ÉPURATION DE TAN TAN......................................................................................................... 39 A.1 CALCUL DES DÉBITS :............................................................................................................. 40 A.1.1 Débit des eaux usées :..............................................................................................40 1. 2. 3. 4. 5.

Besoins en eau potable :............................................................................................................ 40 Taux de rejet.............................................................................................................................. 41 Débit total moyen journalier....................................................................................................... 41 Débit de pointe journalière......................................................................................................... 41 Débit de pointe de temps sec.................................................................................................... 41

A.1.2 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES :.....................................................................................42 A.1.3 Déversoir d’orage : ................................................................................................... 43 A.1.4 Station de pompage : .............................................................................................. 44 A.2 STATION D’ÉPURATION : ....................................................................................................... 45 A.2.1 Normes de rejet et qualité :.......................................................................................45 A.2.2 Ouvrages de prétraitement : ....................................................................................46 A.2.3 Procédés d’épuration : .............................................................................................. 49 A.3.3.1 RÉHABILITATION DES OUVRAGES EXISTANTS :........................................................................51 A.3.3.2 CONDUITE DE TRANSFERT :............................................................................................... 51 A.3.3.3 LE TRAITEMENT DES EAUX USÉES DE LA VILLE : ....................................................................52

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B.1 SITE DE LA STATION D’PURATION :..................................................................52 B.2 CONCEPTION DE LA STATION D’ÉPURATION :....................................................54 B.2.1PROCÉDÉ D’ÉPURATION :...................................................................................................... 54 B.2.2 NIVEAU D’ÉPURATION : ...................................................................................................... 55 B.2.3 PRÉTRAITEMENT DES EAUX USÉES INDUSTRIELLES ET DE L’ABATTOIR :..........................................56 i.L'abattoir :........................................................................................................................ 57 ii.Les stations de carburant, hôtel et restaurants :..............................................................59 iii.Industrie agro-alimentaire (poissonnerie ASAT) :............................................................59 B.2.4.1 IMPLANTATION DES OUVRAGES : ........................................................................................ 62 B.2.4.2 PARAMÈTRES DE DIMENSIONNEMENT : ...............................................................................64 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES : .............................................................................................. 64 Ouvrages de prétraitement : .............................................................................................64 Mesure du débit : ........................................................................................................... 64 Bassins anaérobies : .......................................................................................................... 65 Bassins facultatifs : ............................................................................................................ 66 Détail de dimensionnement pour différents horizons :.......................................................67 Lits de séchage :................................................................................................................. 68 .......................................................................................................................................... 70 Digues et fonds des bassins :............................................................................................. 70 CHAPITRE 4 : ÉVALUATION ÉCONOMIQUE DU PROJET..............................................76 4.1EVALUATION DES COUTS D’INVESTISSEMENT ET D’EXPLOITATION DES OUVRAGES ........................................................................................................................... 76 4.1.1COÛTS D’INVESTISSEMENT :................................................................................................... 76 4.1.2Station d’épuration :................................................................................................... 76 4.2.2 COÛTS DE REVIENT DU M3 D’EAU ÉPURÉE :...........................................................................77 CONCLUSION GENARALE :.....................................................................................79

LISTE DES TABLEAUX : 9


Numéro tableau TABLEAU TABLEAU TABLEAU TABLEAU TABLEAU TABLEAU TABLEAU

le titre du tableaux

Pulivoimtre au niveau de la ville de Tan Tan période 1983-2004. Température moyenne au niveau de la ville de Tan Tan période. Evaporation à l’air libre au niveau de la ville de Tan Tan. Population de la ville de Tan Tan. Evolution démographique de la population de la ville de Tan Tan. Calcul des débits rejetés. Résultats des compagnes de caractérisation du rejet global. Prévisions des charges polluantes totales du rejet de la ville de Tan TABLEAU N°8 Tan. Directives de l’OMS pour la réutilisation en agriculture des eaux TABLEAU N°9 usées épurées. TABLEAU N°10 Charges polluantes des eaux traitées. TABLEAU N°11 Caractéristiques des bassins anaérobies. TABLEAU N°12 Caractéristiques des facultatifs. Paramètres de dimensionnement des bassins pour différents TABLEAU N°13 horizons. TABLEAU N°14 Dimensions des lits de séchage. TABLEAU N°15 Dimensions des fossés en terre. TABLEAU N°16 Estimation du coût d’investissement. TABLEAU N°17 Estimation du coût du personnel. TABLEAU N°18 Estimation du coût de revient du m3 d’eau épurée.

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N°1 N°2 N°3 N°4 N°5 N°6 N°7


LISTE DES ANNEXES Annexe 1 Plan d’implantation de la STEP Annexe 2 Ouvrage de Venturi Annexe 5 Ouvrage de répartition. Annexe 6 Ouvrage d'entrée et sortie. Annexe 7 Lits de séchage. Annexe 8 Ouvrage de jaugeage. Annexe 9 Coupes sur les bassins. Annexe 10

Profils en long des fossés.

Annexe 11

Profils en long des collecteurs.

Introduction : Au Maroc, comme dans tous les pays en voix de développement, l'assainissement et le traitement des eaux usées constituent

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certainement l'un des plus grands problèmes environnementaux. L'absence de réseau public, le manque de stations d'épuration, l'absence de contrôle et de sensibilisation à l'environnement contribuent à la propagation de maladies, à la dégradation du paysage et à la contamination des eaux superficielles et souterraines. Les eaux usées sont considérées comme les principales sources de pollution pour les eaux souterraines et de surface.

La finalité de l’épuration des eaux résiduaires est essentiellement la protection du milieu naturel dans lequel elles sont rejetées, c’est-à-dire l’obtention d’une eau épurée qui satisfait aux normes de rejet édictées par la législation, mais peut aussi, dans le cadre des mesures nécessaires à une bonne gestion de l’eau en milieux résiduelles, être réutilisée après épuration.

Selon la nature ou l’importance de la pollution, différents procédés peuvent être mis en œuvre pour l’épuration des rejets résiduels en fonction des caractéristiques spécifiques de ces derniers et du degré d’épuration désiré. Il faut noter d’ailleurs que, pour un même type de pollution, on peut envisager des solutions d’épuration diverses. Le choix de celles à retenir doit faire intervenir non seulement des considérations d’ordre technique, liées par exemple à l’efficacité relative des divers procédés possibles, mais aussi un point de vue économique portant sur l’estimation des coûts d’investissement et d’exploitation. Dans le cadre du respect des normes de rejets en eau et de sa politique environnementale et dans le but de protéger l’environnement et d’améliorer les conditions sanitaires de la population de la ville de TAN TAN, l’ONEP en collaboration avec l’entreprise MEDLEAU envisage de réaliser la conduite de transfert gravitaire entre la bâche et la STEP et les travaux de la station d’épuration des eaux usées de la ville de TAN TAN. Pour cela, des études effectuées par le bureau d’étude ont traitées le sujet et ont permis de caractériser les effluents et d’inventorier les filières de traitements adaptées à l’effluent liquide de la ville de TAN TAN. C’est dans ce contexte où se situe mon projet, qui a pour but de proposer et de dimensionner un procédé d’épuration pour les eaux usées domestiques pour la population de la ville de TAN TAN pour satisfaire les besoins à l’horizon 2025.

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Dans un premier temps, une étude de l’état de l’art sur les différentes techniques d’épuration utilisées se voit d’une importance majeure. Ceci fera l’objet du premier chapitre.

CHAPITRE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE (ETAT DE L’ART)

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1.1 Etude bibliographique sur les techniques d’épurations. Il existe plusieurs façons d'épurer les eaux usées domestiques : la station d'épuration, le lagunage et l'assainissement autonome, qu’il s'agisse d'un assainissement collectif ou individuel, l'effluent subit plusieurs traitements (prétraitement, traitements primaire - secondaire - tertiaire et traitement des boues) avant d'être rejeté au milieu naturel. L’épuration des eaux est un ensemble de techniques qui consistent à purifier l'eau soit pour recycler les eaux usées dans le milieu naturel, soit pour transformer les eaux naturelles en eau potable.

Figure 1 : description général du procèdes d’épuration DM : dèches ménagers DI : dèches industrielles

•

Le pré-traitement :

Avant leur traitement proprement dit, les eaux usées font l'objet d'opérations de prétraitement destinées à extraire des effluents la plus grande quantité possible d'éléments dont la nature ou la dimension risquerait d'endommager les équipements ou nuire à l'efficacité de l'épuration.

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•

•

•

Objectifs –

Assurer conditions biologiques.

stables

(concentrations)

dans

les

–

Réaliser un traitement minimum (primaire) des eaux de première pluie.

–

Stocker les eaux anormalement chargées.

Moyens –

Répartiteur de débit.

–

Bassin d'orage (décanteur).

Le dégrillage :

Permet de retenir les éléments les objets volumineux en tête de station.

Figure 2 : le dégrilleur

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bassins


ww • Le dessablage : w.si A pour but d'extraire le sable, les graviers et les particules minérales de façon arl.fr à éviter les dépôts dans les canalisations, protéger les pompes contre l'abrasion et éviter de surcharger les stades suivants du traitement.

•

Le dégraissage-déshuilage :

Retient le maximum de corps gras flottants (huiles, graisses). Dans les lagunages, le prétraitement est simplifié à un dégrillage et un siphon à l'entrée du premier bassin.

Figure 3 : dessablage - déshuilage

•

Caractérisation des eaux résiduaires :

Nature des polluantes : Les eaux usées, aussi appelées eaux polluées sont constituées de toutes les eaux de nature à contaminer les milieux dans lesquels elles sont déversées. Ces eaux sont généralement formées du sous-produit d'une utilisation humaine, soit domestique, soit industrielle, d'où l’usage du terme d’"eaux usées".

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Les eaux usées sont des eaux altérées par les activités humaines à la suite d’un usage domestique, industriel, artisanal, agricole ou autre. Elles sont considérées comme polluées et doivent être traitées. Elles peuvent être parfois qualifiées d'eaux grises lorsqu’il s'agit d'eaux peu chargées en matières polluantes, par exemple des eaux d'origine domestique, résultant du lavage de la vaisselle, des mains, des bains ou des douches. On parle d'eaux noires lorsqu’elles contiennent diverses substances plus polluantes ou plus difficiles à éliminer tels que des matières fécales, des produits cosmétiques ou tout type de sous-produits industriels mélangés à l'eau.

•

Paramètres de mesure de la pollution :

Les matières en suspension (MES) : « Les matières en suspension, et particulièrement la fraction décantables de celles-ci, peuvent constituer, à l’aval du rejet, des dépôts qui empêchent la vie d’une faune et d’une flore benthiques normales et qui dégradent la qualité de l’eau sous-jacente par le produit des fermentations. Les MES contribuent aussi à déséquilibrer le milieu aquatique en accroissant la turbidité et peuvent avoir un effet néfaste direct sur l’appareil respiratoire des poissons. »

La demande biologique en oxygène (DBO) : Un paramètre global qui exprime la quantité d’oxygène qu’une biomasse épuratrice va consommer pour décomposer les matières organiques contenues dans l’effluent. Elle est donc représentative de la somme des matières organiques biodégradables. Elle est généralement mesurée en 5 jours (DBO5).

La demande chimique en oxygène (DCO) : Elle est représentative de la quantité de matières organiques oxydables par voie chimique. Le rapport entre ces deux paramètres peut donner une idée de la biodégradabilité de l’effluent.

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« La DBO et la DCO sont deux moyens d’apprécier la teneur en matières organiques oxydables. La dégradation de celles-ci dans le milieu naturel s’accompagne d’une consommation d’oxygène et peut entraîner un abaissement excessif de la concentration d‘oxygène dissous. »


L’azote peut se trouver sous forme minérale (ammoniacal, nitrate) ou organique. La présence d’azote organique ou ammoniacal se traduit par une consommation d’oxygène dans le milieu naturel et par une entrave à la vie des poissons et des algues. NTK : (azote Kjeldahl) qui correspond à la somme de l’azote sous forme ammoniacale et organique.

Le phosphore peut également se trouver sous forme minérale (en provenance des lessives ou des rejets industriels) ou organique. Élément indispensable à la vie des algues, la présence de phosphore entraîne un risque d’eutrophisation du cours d’eau ou du lac, c’est-à- dire que celui-ci peut se voir envahi par un développement excessif de la population algale •

Le traitement primaire (ou décantation primaire) :

Cette étape consiste à éliminer par décantation les matières solides en suspension. Les matières ainsi décantées sont évacuées sous forme de boues. Dans les lagunages, la décantation intervient dans le premier bassin. En assainissement autonome, le prétraitement et la décantation s'effectuent dans la fosse toutes eaux.

Figure 3 : décanteur pour le traitement primaire

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A : arrivée des eaux brutes ; B : fosse à boues ; C : jupe siphoïde ; D : radier ; E : raclette de fond ; F : purge des boues ; H : support du bras racleur ;

Eckenfelder : Gestion des I : fosse à flottants eaux usées urbaines Figureet4 : Traitement primaire : décantation industrielles

Figure 5 : l’élimination des matières en suspensions (MES) au cour du traitement

44


•

Le traitement secondaire (ou traitement biologique) :

Il consiste à accélérer ce qui se passe dans la nature (processus d'autoépuration des cours d'eau) en mettant en contact les matières organiques dissoutes avec des micro-organismes et des bactéries présentes naturellement dans les eaux usées. La pollution (qui est une source de nourriture pour ces organismes vivants) est alors transformée en une boue biologique. Le développement de ces organismes et ainsi la réduction de la pollution est activé par l'apport en oxygène. A ce stade du traitement, l'absence d'éléments toxiques (cyanure, chrome, plomb, …) qui tueraient les micro-organismes est bien sûr indispensable. En station d'épuration, cette étape se déroule dans le bassin d'aération, véritable cœur de la station. L'oxygénation est alors réalisée soit par brassage grâce à une turbine, soit par insufflation d'air ou par ruissellement de l'effluent. Le bassin d'aération est suivi d'un clarificateur (décanteur secondaire) qui assure la séparation entre l'effluent épuré d'avec les boues. Une partie des boues est recyclée pour ensemencer le bassin d'aération en bactéries, l'autre partie est dirigée vers la filière de traitement des boues. Dans un lagunage, c'est le phytoplancton (micro-organismes végétaux en suspension dans l'eau) qui fournit l'oxygène grâce à la photosynthèse (processus par lequel une plante produit de l'oxygène sous l'action de la lumière). La clarification s'opère en même temps dans les bassins. En assainissement autonome, ce sont les bactéries du sol qui sont chargées de dégrader la matière organique.

44


Figure 6 : Epuration biologique des eaux résiduaires

•

Analyse du graphe (DC0) en fonction du temps dans le traitement biologique :

•

Charge polluante = débit x concentrations.

•

Charge volumique = charge polluante (Kg DBO 5) / volume des bassins (m³) x jour

•

Charge biologique (ou massique) = charge polluante (Kg DBO 5) / Quantité de biomasse présente dans le bassin (Kg MES) x jour

•

Age des boues (jours) = Quantité de boue présente dans les bassins biologiques (Kg MES) / Quantité de boue purgée par jour (Kg MES / j) = temps de séjour de la biomasse dans le réacteur ce qui donne l'âge des boues qui détermine les réactions possibles en sélectionnant certaines espèces. Ainsi, pour bénéficier de l'activité de microorganismes à développement lent - comme, par exemple, les bactéries de la nitrification – il faut un âge des boues suffisamment élevé et donc un taux de purge relativement faible.

•

En α, forte charge  taux de croissance (pente courbe biomasse) et taux de destruction du substrat (pente courbe substrat) élevés  production de beaucoup de boues et épuration rapide  taux de purge élevé  âge des boues faible (pas de nitrification possible)

•

En β faible à très faible charge  taux de croissance bas à très bas  peu de production de boues  taux de purge faible  âge des boues élevé

•

En γ et δ : charge nulle car pas d'apport de substrat  respiration endogène en γ (cellules vivantes) et autolyse en δ (cellules mortes)

•

Le traitement tertiaire :

Il s'agit de procédés utilisés sur un effluent épuré afin d'améliorer la qualité du rejet (élimination de la pollution nitratée, phosphorée, désinfection, décoloration,…). Ce dernier traitement n'est pas toujours mis en place. 44


•

Le traitement des boues :

Pour réduire leur volume et avant leur destination finale, les boues issues des deux décanteurs sont déshydratées. En fonction de leurs propriétés et des contraintes environnementales, économiques et techniques, ces boues sont ensuite soit mises en décharge, soit incinérées, soit valorisées en agriculture.

•

Le lagunage naturel :

Le lagunage, est une technique naturelle d’épuration des eaux basée sur la déseutrophisation. Le principe est de recréer des bassins "tampons" durant lesquels les eaux usées vont transiter, avant d'être rejetées dans le milieu naturel. Les phénomènes d'auto-épuration des eaux se font ainsi dans ces bassins, de grande surface, plutôt que dans le milieu naturel (lac, rivière) qui est ainsi préservé des conséquences néfastes de ce phénomène d'autoépuration (la dégradation de la matière organique par les micro-organismes aérobies, entraîne une chute du taux d’oxygène dissous, ce qui a pour conséquence d'asphyxier la macrofaune et la microflore aquatique).

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–

aération naturelle (échanges avec atmosphère) ou forcée ( lagune aérée)

–

extensif car : •

profondeur limitée (diffusion d'O2 ≤ à +/- 1,2m)

•

aération proportionnelle à la surface

–

temps de contact long (quelques jours, voire semaines)

–

résiste bien aux variations des caractéristiques de l'eau brute

–

sensible à la température

–

curage nécessaire

–

efficacité limitée

–

aucune maîtrise


1.2 Les différentes stations d’épurations existent au Maroc : Il existe au Maroc plus de 11000 stations d’épurations destinées aux traitements des eaux usées domestiques et industrielles. L’épuration des eaux usées est l’ensemble des techniques permettant de restituer au milieu naturel après usage, une eau proche de la qualité de celle qui a été prélevée. Plusieurs techniques d’épuration peuvent être envisagées à savoir :

44


Procédés d’épurations des eaux usées

Le choix du lagunage naturel : L’examen des différentes procédés d’épuration permettant de satisfaire ces objectifs, effectué dans la cadre du plan d’assainissement liquide de la ville de TAN TAN a permis de retenir l’épuration par lagunage naturel qui est le procédés par excellence pour les pays comme le Maroc à fort ensoleillement à cause de : •

La simplicité d’exploitation de ce système.

•

Son faible coût d’exploitation.

•

Son rendement épuratoire.

•

Sa convenance pour préparer l’infiltration dans le sol.

Le choix de ce mode épuratoire pour les eaux usées de la ville de TAN TAN se justifie encore par la disponibilité de terrain de grande superficie. Il s’agit du système d’épuration le plus utilisé au Maroc : Presque 99% des stations d’épuration réalisées sont de type lagunage.

44


2-Le lagunage naturel est une recommandation du SDNAL (Schéma Directeur National d’Assainissement Liquide) Le SDNAL recommande que le déroulement des études du système d’épuration doive être orienté en priorité vers les techniques extensives et plus particulièrement vers le lagunage naturel. 3-Il s’agit d’un système qui s’adapte mieux au contexte marocain : •

Climat favorable

•

Terrains disponibles pour les petites et moyennes villes

•

Très faible utilisation de l’énergie électrique

•

Prix de revient dynamique compatible avec les tarifs appliqués

Le traitement biologique dans les bassins se fait naturellement, il est effectué principalement par des bactéries et des microorganismes.

•

Bassins anaérobies : en position primaire.

•

Bassins facultatifs : en position primaire ou secondaire.

•

Bassins de maturation : en position tertiaire.

Chaque bassin contribue pour sa part dans l’épuration global des eaux usées

44


Figure 7 : Schéma simplifie de procédé d’épuration par lagunage naturel

Les bassins de lagunage sont des grands plans d’eau artificiels. Les bassins sont remplis d'eau usée qui est alors traitée par des processus naturels. Les basins peuvent être utilisés individuellement, ou être reliés en série pour l’amélioration du traitement. Il y a trois types de bassins, anaérobie, facultatif et aérobie (maturation), chacun avec un traitement et des caractéristiques de conception différentes. Pour un traitement optimal, les bassins devraient être liés dans une série de trois ou plus avec un effluent transféré à partir du bassin anaérobie au bassin facultatif et finalement au bassin de maturation aérobie. Le bassin anaérobie réduit les solides et la DBO, comme étape de traitement primaire. Le bassin est un lac artificiel assez profond où sur la profondeur entière le bassin est anaérobie. Les bassins anaérobies sont construits à une profondeur de 2 à 5m et ont un temps de rétention relativement faible de 1 à 7 jours. La conception réelle dépendra des caractéristiques des eaux usées et de la charge ; un manuel complet de conception devrait être consulté pour tous les types de bassins. Les bactéries anaérobies convertissent le carbone organique en méthane et dans le processus, éliminent jusqu'à 60% de la DBO. Les bassins anaérobies sont capables de traiter les eaux usées fortement chargées.

Dans une série de bassins de lagunage, l'effluent du bassin anaérobie est transféré dans le bassin facultatif où la DBO est d’avantage éliminée. Un bassin facultatif est moins profond qu'un bassin anaérobie et des processus aérobies et anaérobies s’y produisent. La couche supérieure du bassin reçoit l'oxygène par diffusion naturelle, du mélange de vent et du processus de photosynthèse des algues. La couche inférieure est privée d'oxygène et devient anoxique ou anaérobie. Les solides décantables s'accumulent et sont digérés au fond du bassin. 44


Les organismes aérobies et anaérobies travaillent ensemble pour atteindre des réductions de DBO jusqu'à 75%. Le bassin devrait être construit à une profondeur de 1 à 2.5m, et avoir un temps de rétention entre 5 à 30 jours. Après les bassins anaérobies et facultatifs, autant de bassins aérobies (de maturation) que nécessaire peuvent être réalisés pour un meilleur polissage de l’effluent. Un bassin aérobie fait référence généralement à un bassin de maturation, polissage, ou de finition car c'est habituellement la dernière étape dans une série de bassins et il fournit le niveau final du traitement. Il est le moins profond des bassins, habituellement construit avec une profondeur entre 0.5 et 1.5m pour s'assurer que la lumière du soleil pénètre sur toute la profondeur pour favoriser la photosynthèse. Puisque la photosynthèse est basée sur la lumière du soleil, les niveaux d'oxygène dissous sont élevés pendant le jour et baissent au cours de la nuit. Tandis que les bassins anaérobies et facultatifs sont conçus pour l'élimination de la DBO, les bassins de maturation le sont pour les germes pathogènes. L'oxygène dissous dans le bassin provient du vent et des algues par photosynthèse. Si utilisé en combinaison avec des algues et/ou des poissons, ce type de bassin est efficace pour éliminer la plupart de l'azote et du phosphore de l'effluent. Pour éviter les infiltrations dans le sol, les bassins devraient avoir un revêtement qui peut être de l’argile, de l’asphalte, de la terre compactée ou tout autre matériel imperméable. Pour protéger le bassin contre le drainage et l'érosion, une digue de protection devrait être construite tout autour en utilisant le matériau excavé.

Fig illustrant le procédé d’épuration par lagunage nature

44


Chapitre 2 : CONTEXTE GENERAL DU PROEJT

44


1.1chaier des charges du projet: Pour mener à bien ce projet, j’ai opté pour la méthodologie suivante : •

Etude bibliographique sur les techniques d’épurations.

•

Les différentes stations d’épurations existent à l’échelle nationale pour la protection d’environnement.

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•

Le choix de la station d’épuration type lagunage.

•

Donnes de base concernant la ville de TAN TAN.



Critère du choix du procédé d’épuration type lagunage



Conception et dimensionnement des ouvrages



Conception et dimensionnement de la STEP



Conclusions générale


1.2 Présentation de la société et de son domaine d’activité: MEDLEAU est une société spécialisée dans les domaines de :

•

•

Stations d'épuration des eaux usées

•

Stations de traitement et stations de pompage d'eau

•

Réseaux d'eau potable et d'assainissement

•

Génie civil des ouvrages hydrauliques.

Organisation de la société: L’organisation générale la société

MEDLEAU s’articule autour des

directions suivantes :

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•

Directeur général de la société.

•

Responsable RH et finance.

•

Service achat matériel.

•

Responsable du service électriques/électromécaniques.

•

Responsable du service assainissement et eau potable.

•

Responsable Bureaux d’études.


Figure 1 Organigramme de la société MEDLEAU

1.3

DES DONNEES DE BASE :

1.3.1

Données physiques :

1.3.1.1 Relief :

La zone d’étude est composée de terres plates. Seules deux chaînes de montagnes : OUARKZIZ et ZINI forment le relief le plus accidenté. La situation encaissée d’étude

dans la vallée de l’oued Ben Khelil fait qu’à l’intérieur de l’aire

alternent

des

zones

régulières

avec

des

zones

relativement

accidentées. 1.3.1.2 Géologie :

La zone d’étude appartient à l’unité géologique correspondant à la province de TARFAYA. Le quaternaire de cette unité comprend, des dunes gréseuses consolidées épaisses

mais

qui

n’existent

que

localement.

Les

faciès

continentaux

comportent quelques terrasses peu étendues, des alluvions fluviatiles (sables,

44


graviers, galets) et des formations de "reg" et cailloutis tapissant sur une faible épaisseur d’anciennes surfaces d’érosion. 1.3.1.3Hydrologie et Hydrogéologie

a) Ecoulement superficiel La ville de Tan Tan est traversée par l’oued Ben Khelil d’un bassin versant de 900 km² constitué de formations primaires à l’amont vers Jbel Zini, de marnes du crétacé et de limons quaternaires à l’aval. De fortes crues ont été enregistrées dans la ville de Tan Tan causant de graves inondations. En effet le débordement de l’Oued Ben Khellil constitue le danger le plus grave pouvant mettre en péril tout ce qui existe le long de son passage au niveau du centre de la ville. Ce cours d’eau très irrégulier et violent, est bordé le long de ses deux berges de constructions qui se sont développées au fil des années et qui n’ont cessé de progresser vers le lit de l’oued. Les constructions ainsi réalisées sont souvent situées dans le Domaine Public Hydraulique.

b) Ecoulement souterrain Au niveau de la région d’étude on distingue plusieurs nappes aquifères dont la productivité est très faible pour la plus part (0,1 à 5 l/s) et dont l’eau est généralement saumâtre. La nappe alluviale, située dans le crétacé, au niveau de la ville de Tan Tan est nommée la nappe Tâassalt. Son niveau d’eau fluctue à proximité de l’oued Ben Khelil entre 5 et 12 m par rapport au terrain nature. 1.3.1.4 Climatologie

Le milieu physique de la Province de Tan Tan est fortement marqué par le caractère

44

désertique

avec

un

climat

aride

caractérisé

par

de

faibles


précipitations irrégulières. La pluviométrie moyenne annuelle enregistrée sur les 20 dernières années est de 106 mm. Seules les zones des principaux oueds dont notamment Ben Khellil et Oued Draâ présentent un climat semi-aride. Dans la zone côtière, qui bénéficie de la fraîcheur maritime, les influences océaniques conduisent à un climat subhumide. Les températures moyennes enregistrées sur la période 1983-2004 dans la région de Tan Tan varient pendant une année entre la température moyenne minimale 13 °c et la température moyenne maximale 27°C. Les mois les plus chauds sont de juin à octobre avec des températures maximales atteignant dans les années les plus chaudes 45 °C.

Tab 1 : Pluviométrie au niveau de la ville de Tan Tan période 1983-2004* Mois

J

Précipitation (mm)

F

12, 10, 7 3

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

10, 9

5,7

3,8

1,6

4,7

8,9

8,1

14, 2

13, 2

12, 0

Anné e 106,1

*Source : Direction de l’Equipement Provinciale de Tan Tan

Tab 2 : Température moyenne au niveau de la ville de Tan Tan période

44

Anné

Mois

J

F

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Maximale

22.9

23. 2

26. 0

26. 9

23. 0

25. 6

32. 7

33. 6

30. 3

30. 5

27. 2

22. 0

27

Minimale

6.7

11. 0

11. 6

12. 7

13. 8

15. 2

17. 4

17. 4

17. 4

16. 1

11. 0

10. 1

13

Moyenne

14.8

17. 1

18. 8

19. 8

18. 4

20. 4

25. 0

25. 5

23. 8

23. 3

19. 1

16. 0

20

e


a) Vents : Les vents dominants dans la zone d’étude sont de secteurs N et NNE. La vitesse des vents peut atteindre les 70 km/h

b) Evaporation

L’évaporation moyenne mensuelle observée au niveau de la zone d’étude pendant la période chaude s’étalant entre le mois d’Avril à Octobre est récapitulée dans le tableau suivant :

Tab 3 : Evaporation à l’air libre au niveau de la ville de Tan Tan

1.4

Données démographiques et urbanistiques.

2.2.1 Population actuelle.

Selon les recensements de 2004, la population de la ville de Tan Tan s’élève Mois

A

M

J

J

A

S

O

157.2

187

157

151.2

Journée de 164.7 175.7 149.7 06h à 18h Nuit suivante 106

90.1

75.7

90

84.2

61.2

78.6

270. 7

265. 8

225. 4

247.2

271. 2

218.2

229.8

de 18h à 06h Total

à 60.698 habitants, celle de la province est de 70.146 habitants. La population de la municipalité pour les années 1994 et 2004 est donnée cidessus :

44


Tab 4 : Population de la ville de Tan Tan Année

de

recensement 1982 1994 2004

On

peut

Population (hab)

Taux d’accroissement

41 451 45 821 60 698

remarquer

que

pendant

0,84% 2 ,9%

la

période

(1982-1994)

le

taux

d’accroissement de la ville de Tan Tan est très faible à la moyenne nationale à l’époque (2,06%) cette diminution est due à une forte migration vers Tan Tan Plage (Ouatia) pour des raisons économiques. Mais pour la

période (1994-

2004) ce taux est relativement supérieur à celui de la moyenne nationale urbain intercensitaire qui est de 2,1% et à celui de la moyenne de la province qui est de 2,3% et proche du taux d’accroissement urbain de la région qui est de 2,8%. 2.2.2

Prévisions démographiques :

Pour l’évolution future de la population, le taux d’accroissement moyen annuel de la population est supposé évoluer d’une manière dégressive afin d’atteindre une valeur de 2,30% à l’horizon 2025. Cette tendance est justifiée du fait que le taux d’accroissement intercensitaire (1994-2004) de la ville est relativement élevé pour des raisons liées au flux migratoire de la population riveraine des zones sahariennes, ce flux qui était assez élevé dans la dernière décennie subira prévisiblement une baisse dans les horizons futurs pour s’aligner sur le taux d’accroissement de la population de la province qui est en 2004 de 2,3%. L’évolution future de la population est donnée dans le tableau suivant : Tab 5 : Evolution démographique de la population de la ville de Tan Tan

44


Années Population (hab.)

2004

2006

2010

2015

2020

2025

60.698

64.020

71.219

80.578

91.167

102.144

Taux d’accroissem

2.9%

2.7%

2.5%

2.3%

ent

•

NB : pour le calcul de taux de croissance d’une population :

Pn = Po (1 + T) (n2-n1) 2.2.3

Données urbanistiques.

La ville de Tan Tan est dotée d’un plan d’aménagement dressé en 1986 qui couvre une superficie de 1759 ha. Le développement et l’extension urbaine prévus par ce plan se font parallèlement aux rives de l’oued Ben Khelil et de part et d’autre de l’axe routier Guelmim-Tarfaya. Ce plan couvre une superficie totale de 2570 Ha et prévoit les types d’habitats suivants :

44

•

Zone Habitat continu à deux niveaux.

•

Zone villas.

•

Zone hôtelière discontinue.

•

Zone industrielle.

•

Zone immeubles continus à plusieurs niveaux.

•

Zone d’habitat dispersé.

•

Zone vivrière.


2.3 Estimations des débits rejetés et charges polluantes 2.3.1

Débits rejetés.

Grâce à l’analyse des données statistiques recueillies auprès des services ONEP, une fiche besoin de la ville a été établie. Les débits rejetés estimés sur la base des besoins en eau potable de la ville de Tan Tan sont récapitulés dans le tableau ci-après. Tab 6 : Calcul des débits rejetés Prévisions Désignation

2006

2010

2015

2020

64020

7121 9

8057 8

9116 7 102144

%

91%

95%

98%

98%

98%

l/hab/j

61

58

59

59

59

m3/j

3611

4131

4770

5397

6047

Taux de raccordement au réseau d'assainissement

%

64

75

85

90

95

Population raccordée à l'égout

hab

40973

5341 4

6849 1

8205 0

97037

%

80

80

80

80

80

m3/j

1589

2478

3244

3886

4596

l/s

18,4

28,7

37,5

45,0

53,2

Débit moyen rejeté des eaux usées de l'usine SAT

m3/j

584

584

584

584

584

Débit moyen rejeté des eaux usées de la zone industrielle projetée

m3/j

0

128

256

512

768

l/s

5,5

8,6

11,3

13,5

16,0

m3/j

2066

3222

4217

5052

5974

m3/j

2650

3934

5057

6148

7326

l/s

30,7

45,5

58,5

71,2

84,8

Coefficient de pointe journalier

-

1,3

1,3

1,3

1,3

1,3

Coefficient de pointe horaire

-

2,00

1,91

1,86

1,83

1,80

Débit total de pointe des eaux usées en temps sec

l/s

71

100

126

151

177

Débit total de pointe des eaux usées en temps de pluie

l/s

104

146

183

219

258

Population de la ville Taux de branchement au réseau AEP Dotation nette globale consommation totale en AEP

Taux de retour à l'égout Débit moyen des eaux usées domestiques

Eaux parasites (30% du débit moyen) Débit moyen des eaux usées domestiques et eaux parasites Débit total moyen des eaux usées

44

Unité

hab

2025


2.3.2

Charges polluantes.

Deux compagnes pour la caractérisation quantitative et qualitative des eaux usées de la ville de Tan Tan ont été conduites au mois de juin 2003 et au mois de décembre 2006 par la Direction Contrôle Qualité des Eaux de l’ONEP. Le résumé des résultats les plus importants est présenté dans les tableaux ciaprès : Tab7 : Résultats des compagnes de caractérisation du rejet global Paramètres

20/06/0 21/06/0 22/06/0 23/06/0 17/12/0 18/12/0 19/12/0 20/12/06 3 3 3 3 6 6 6 Rejet global en aval du rejet ASAT

Débit(en m3/h) Débit minimal Débit maximal

Rejet global en amont du rejet ASAT

26,74 160,85

31,92 174,22

37,41 146,71

13,22 78,94

54 140

46 145

56 156

56 156

86,51

89,1

79,34

45,81

102

100

103

105

DBO5 DCO

1400 3900

1700 3900

1200 2700

3600 8200

360 1000

420 1200

330 930

340 810

MES

1300

1400

1100

2600

-

300

300

240

MES/DBO5

0,93

0,82

0,92

0,70

-

0,7

0,9

0,7

DCO/DBO5

2,8

2,3

2,3

2,3

2,8

2,9

2,8

2,4

2907 8097 2699

3635 8340 2994

2285 5141 2095

3958 9015 2859

881 2448 -

1008 2880 720

816 2299 742

857 2041 605

29508

29508

29508

29508

40973

40973

40973

40973

99 274 91

123 283 101

77 174 71

134 306 97

22 60 -

25 70 18

20 56 18

21 50 15

Débit moyen Concentratio ns (mg/l)

Charges polluantes DBO5 (Kg/j) DCO MES Dotations (g/hab/j) Population raccordée DBO5 (hab) DCO MES

44


Analyse physico-chimique

a. Les rapports DCO/DBO pour les deux rejets sont compris entre 2.3 et 2.9. Ces valeurs sont proches de celles habituellement admises pour les eaux usées d’origines domestiques. Par contre, le rapport MES/DBO qui doit être compris entre 1.2 et 1.5 est inférieur à 1 indiquant un éventuel problème de sédimentation et de stockage de MES dans le réseau du aux faibles pentes ou aux contres pentes existantes dans le réseau. b. Les valeurs des concentrations observées, en juin 2003, pour les différents paramètres physico-chimiques mesurés correspondent aux eaux usées à caractère domestique, mais la charge polluante spécifique estimée dans le tableau présenté ci-dessus est très supérieure aux valeurs données au SDNAL (25 à 30 g/hab/j) même si on ne prend pas en considération la charge polluante de la poissonnerie ASAT, cette charge spécifique reste excessive (93 g/hab/j), cette augmentation est due au faible taux de raccordement de la population et aux faibles débits de consommation d’AEP. c. Les paramètres enregistrées au mois de décembre 2006 montrent que les teneurs en DBO5 et MES sont comprises dans la gamme préconisées par le SDNAL pour des eaux usées urbaines. Par contre, la DCO présente des valeurs supérieures aux gammes précitées. d. Les valeurs des concentrations en DBO5 et en DCO observés en 2006 sont proches des valeurs habituelles préconisées par le SDNAL. Etant donné que ces résultats sont proches des charges spécifiques domestiques qui correspondent aux recommandations de l’ONEP pour les centres similaires (SDNAL, Epuration, Soumission II.6). Nous préconisons d’adopter les paramètres du SDNAL suivants : •

DBO5 2025

: 30 g/hab/j en 2006 en évoluant jusqu’au 35 g/hab/j en

•

DCO 2025


•

MES 2025


•

NTK (azote)

: 9 g/hab/j

•

PhT(phosphore total)

: 1,5 g/hab/j

•

Coliformes fécaux

: 107 C/100ml

La caractérisation des eaux usées de l’abattoir n’a pas été significative puisque le nombre des bêtes abattus le jour de mesure ne correspondait pas 44


à celui indiqué par la municipalité de la ville qui est de l’ordre de 4 fois plus supérieur au niveau des bovins et camelins. Les charges spécifiques des eaux de l’abattoir qui correspondent aux recommandations de l’ONEP sont les suivantes : •

DBO5 pour ovins et caprins : 500 g/(tête*j)

•

DBO5 pour bovins et camelins : 3000 g/(tête*j)

Néanmoins, les eaux usées de l’abattoir subiront un prétraitement avant de les rejeter dans le réseau de la ville.

Tab 8 : Prévisions des charges polluantes totales du rejet de la ville de Tan Tan

charge et concentration

Unité

2006

2010

2015

2020

2025

- Population

Hab.

64020 71219 80578 91167 102144

- Charge journalière de DBO5

Kg/j

- Charge journalière de DCO

Kg/j

- Charge journalière de MES

Kg/j

- Nombre d'équivalent habitant

EH

polluante totales

44

- Concentration en DBO5

mg/l

- Concentration en DCO - Concentration en MES

1540

2037

2644

3295

4119

2699

3605

4714

5839

7367

2012

2665

3527

4373

5507

51 339 65 701 82 611 99 843 117 694 581

518

523

536

562

mg/l

1018

916

932

950

1006

mg/l

760

677

698

711

752


2.4 Rappel de l’assainissement existant dans la ville de Tan Tan. La ville de Tan Tan fait partie du grand bassin versant de l’Oued Ben Khelil ayant une superficie de l’ordre de 900 ha. Le réseau d’assainissement existant dans la ville a été réalisé en 1976, il est de type pseudo-séparatif avec écoulement superficiel des eaux pluviales. La collecte des eaux usées et les eaux des cours internes des maisons se fait par des conduites enterrées et l’écoulement des eaux pluviales des rues se faits d’une manière superficielle vers l’oued Ben Khelil. Dans les points critiques de la voirie, là où l’écoulement gravitaire vers le milieu récepteur n’est pas possible, il a été envisagé un réseau pour la collecte des eaux pluviales (Cas du boulevard Bir Anzarane). Le bassin du réseau d’eaux usées peut être scindé en deux sous bassins : Rive droite et Rive gauche.  Rive droite Après l’achèvement du schéma directeur d’assainissement de la ville de Tan Tan, des travaux de réhabilitation et d’extension ont été entrepris. Ainsi, la totalité du réseau de la rive droite a été remplacé par un nouveau réseau réalisé en 1997. Il est constitué de trois collecteurs principaux : •

Collecteur C1 d’une longueur totale de 5950 ml et de diamètres variantes en DN315 PVC, DN400 en béton et DN500 AC.

•

Collecteur C3 en totalité en DN315 PVC et d’une longueur de 1560 ml.

•

Collecteur C5 d’une longueur totale de 2770 ml et de diamètres en DN315 PVC sur 2447 ml et en DN400 en béton sur 323 ml.

Le réseau tertiaire a été réalisé en 2001, il a une longueur totale de 42 km et de diamètre DN300 (PVC, BV et AC)

44


Le réseau d’eaux pluviales est constitué de conduites en DN 400 et DN600, il longe le boulevard de Bir Anzarane sur une longueur de 800ml puis se rejette dans l’oued Ben Khelil.  Rive gauche Le réseau de la rive gauche est composé de deux collecteurs principaux et cinq collecteurs secondaires : •

Collecteur C2 draine une partie de la rive gauche avant de se brancher au collecteur C1

•

Collecteur C4 d’une longueur de 1191 ml et se rejette dans sur le collecteur C2 ;

2.5 Système d’épuration actuelle : Les eaux usées de la ville sont acheminées par un émissaire, en béton DN500, vers un seul bassin anaérobie constituant la station d’épuration. Les eaux usées entrent au bassin sans aucun prétraitement. Après leur traitement, les eaux épurées sont exploitées par les agriculteurs dans l’irrigation des terrains limitrophes. Le dit bassin est actuellement situé à l’intérieur du périmètre urbain sur la rive droite d’oued Ben Khelil et à environ 800 m de la ville. Ses caractéristiques géométriques sont les suivantes :  Superficie : 4 650 m²  Dimensions : 96 m x 48 m  Profondeur : 2,6 m. Les digues de ce bassin sont complètement dégradées. Les eaux usées trop chargées qui stagnent au niveau de ce bassin émettent des odeurs nauséabondes qui nuisent à la population de la ville.

44


D’autre part les eaux usées rejetées par le bassin sont utilisées an aval pour l’irrigation des terrains agricoles ce qui engendre un risque important de nuisance à la santé de la population de la ville. Au niveau de cette étude nous prévoyons le remblaiement de ce bassin existant.

CHAPITRE 3 :Conception et de dimensionnement de la station d’épuration de TAN TAN

44


A. Principes de conception et de dimensionnement :

A.1 Calcul des débits : A.1.1 Débit des eaux usées :

La détermination des débits des eaux usées est basée sur les prévisions d’évolution

d’eau

potable

par

les

différents

types

d’usagers.

Ces

consommations sont affectées du coefficient de restitution à l’égout pour déterminer le volume des eaux usées. Le débit de pointe des eaux usées est déterminé en appliquant au débit moyen les coefficients de pointe journalière et horaire. 1. Besoins en eau potable :

Les débits des eaux usées sont déterminés à partir de la fiche besoin en eau potable établie au chapitre I. La dotation nette globale spécifique est : -CAEPm = 59 l /hab/J

pour l’an 2025

La consommation moyenne journalière en eau potable est donnée par : VAEPm = CAEPm

44

∗ P ∗ Tbr


P : Population Tbr : Taux de branchement 2. Taux de rejet

Le coefficient de retour à l’égout est globalement égal à 0,8

•

Débit moyen journalier Q mj = 0,8 ∗ VAEP ∗Trac

Le débit est multiplié par 1,3 pour ajouter les eaux parasites Trac : Taux de raccordement à l’égout 3. Débit total moyen journalier

Q mt = 1,3 ∗ Q mj

Le débit total moyen journalier est le débit moyen journalier plus les eaux parasites évaluées à 30% du débit moyen des eaux usées : 4. Débit de pointe journalière

Le coefficient de pointe journalière est pris égal à 1,3 Q Pj = 1,3 ∗ Q mj 5. Débit de pointe de temps sec

Le débit de pointe horaire tient compte de la variation de la production en eaux usées lors d’une journée, il sera calculé à l’aide de la formule suivante :

C Ph = 1,5 +

2,5 ≤3 Q mj

Qmj en l/s

Le débit de pointe de temps sec est le débit de pointe horaire augmenté des eau parasites qui valent 30% du débit moyen des eaux usées:

44


Q Pts = 1,3 ∗ C ph ∗ Q mj + 0.3 ∗ Q mj

A.1.2 Dimensionnement des ouvrages : •

Emissaire et conduite de rejet

 Diamètre de la conduite Le diamètre de l’émissaire (conduite reliant le réseau existant à la STEP projetée) et de la conduite d’évacuation des eaux traitées est donné par la formule de Maning Strickler : 2

Q= K∗R 3 ∗ I ∗S Q K R I

•

: Débit de dimensionnement en m3/s : Coefficient de rugosité : Rayon hydraulique de la conduite en m : Pente du radier du collecteur en m/m

Choix des matériaux

Pour les tronçons à écoulement libre il sera utilisé des conduites en béton pour les diamètres supérieurs ou égal à DN 400 et en PVC dans le cas contraire. Les conduites de refoulement seront en PVC ou en béton précontraint selon le diamètre et de classe PN10 ou PN16. •

Conditions limites

 Vitesse d’écoulement Afin d’éviter, d’une part, la formation des dépôts dans le collecteur en garantissant l’autocurage et, d’autre part, minimiser les risques de dégradation des joints et d’abrasion des canalisations, les vitesses d’écoulement doivent être comprises entre 0,5 m/s et 5 m/s. 44


 Pente minimale La pente minimale admise dépend des conditions d’autocurage. Par ailleurs, les conditions de pose imposent une pente minimale de 0,3 % et maximale de 5 % A.1.3 Déversoir d’orage :

C’est un ouvrage qui permet de garder dans le réseau le débit d’eaux usées augmentée d’une partie du débit d’eau pluviale (débit gardé Qdil =coefficient de dilution*Qpts) et déverser en période pluvieuse l’autre partie du débit arrivant au déversoir (débit de pointe des eaux pluviale – débit de pointe des eaux usées dilué : Qdev = Q – Qdil). Pour éviter un surdimensionnement des ouvrages d’interception, des stations de pompage et des ouvrages d’épuration à l’aval du déversoir d’orage, nous prévoyons un taux de dilution de 1,5. Cette valeur peut être justifiée par les faibles périodes de précipitation ainsi que la grande proportion des eaux parasites dans le réseau. Le déversoir que nous préconisons pour le projet sera conçu et calculé de la manière suivante : Le déversement se fera latéralement et la longueur du seuil déversant est calculée par la formule de Domingez : Qdev = 0.33 x L x H x (2gH)0,5 (i)

Avec : H : hauteur de la lame déversante. L : longueur du seuil déversant. g : accélération de la pesanteur (g = 9.81m/s2)

Pour avoir une longueur minimale du seuil déversant, le déversoir sera conçu de manière à ce que la hauteur de la lame déversante soit la plus grande possible. La hauteur d’eau totale doit rester inférieure à la hauteur amont ‘’Ham’’ à l’arrivée du déversoir. Nous devrons avoir donc :

44


H + Z < Ham

(ii)

Z étant la hauteur du seuil déversant qui doit être au moins égal à H.

Dans ce cas, le débit dilué ‘’Qdil’’ sera évacué par la mise en charge d’une conduite circulaire de diamètre Dav, de pente radier ‘’Ir’’ et d’une longueur dite d’étranglement Le. La longueur Le est la longueur au bout de laquelle la charge hydraulique au niveau du déversoir est absorbée. Il s’agit donc d’un fonctionnement en charge avec une pente motrice de :

Im = Ir + ( H + Z - Dav) / Le

(iii)

Qdil = 70 π ( Dav/4)(2/3) (Dav/2)2 x Im

0,5

(iv)

Le calcul du déversoir consiste donc à déterminer simultanément les caractéristiques du déversoir (Longueur du seuil) et celles de la conduite d’étranglement (Longueur, Diamètre et Pente) vérifiant les équations (i) à (iv). En fonctionnement en temps sec, la conduite d’étranglement constituera un tronçon du réseau qui doit satisfaire les conditions du réseau d’assainissement gravitaire. A.1.4 Station de pompage :

Les principales parties constituant une station de pompage sont : •

La bâche de stockage

•

La salle des pompes

•

Les conduites d’aspiration et de refoulement

•

Les pompes

Les caractéristiques essentielles des installations sont : - Pompes de type immergées pour les petites installations et du type à fosse sèche pour les grandes installations 44


- La capacité maximale de l’installation ne doit pas excéder 1,1 fois le débit à pomper Dans un réseau du type unitaire, il y a deux gammes de débit à pomper : - La plage d’apport inférieure au débit maximum de temps sec - La plage d’apport supérieure au débit maximum de temps sec, correspondant au débit de temps de pluie, ajusté en fonction du débit maximal admissible sur les installations situées en aval. - Chaque installation est pourvue d’une pompe de secours -

Des

systèmes

d’alarme

sont

installés

pour

prévenir

tout

dysfonctionnement - Les installations se situent hors de la voie de circulation La capacité de stockage, qui peut être aménagée sous forme de bassin séparé ou qui peut être intégrée à la station de pompage, est calculée de la manière suivante : V = 0,9 ∗

Q n⋅Z

-V

: Volume du réservoir de stockage, en m3

-Q

: Débit total en l /s

-n

: Nombre de pompes

-Z

: Nombre de démarrage par heure

La fréquence de mise en route généralement admissible est Z = 6.

A.2 Station d’épuration : A.2.1 Normes de rejet et qualité :

En ce qui concerne l'utilisation d'eaux épurées en agriculture, il n'existe pas des normes, mais, au niveau de chaque pays, il y a des recommandations qui sont en mesure de donner aux utilisateurs des indications pour une utilisation correcte de ces eaux.

44


A titre indicatif nous considérons en cas de réutilisation des eaux épurées en agriculture les normes de l’Organisation Mondiale de Santé (OMS) illustrées dans le tableau suivant : Tab 9 : Directives de l’OMS pour la réutilisation en agriculture des eaux usées épurées

Catégorie

Cadre d’utilisation

Groupe exposé

Nombre de C. fécaux par 100 ml

Œufs de nématode par litre

A

Irrigation de cultures de produits consommés crus, de terrains de sport et d’espaces verts.

Ouvriers, consommateur s, public

≤ 1000

≤1

B

Irrigation céréales, cultures industrielles, fourrages, pâturages, arboricultures

Ouvriers

Pas de nombre recommandé

≤1

C

Irrigation localisée de cultures du type B s’il n’y a pas contact avec ouvriers et publics

-

-

-

A.2.2 Ouvrages de prétraitement :

Le prétraitement des effluents à l’amont est nécessaire pour un bon fonctionnement du système. Cette étape consiste en la séparation des matières séparables par voie physique ou mécanique, le prétraitement comportera les éléments suivants : ♦

Un dégrillage fin.

♦

Eventuellement un dessablage en cas de besoin.

♦

Eventuellement un déshuileur dégraisseur selon le niveau des matières grasses et des huiles dans les eaux usées (à confirmer par les analyses de la compagne de caractérisation ultérieure).

Un dispositif de mesure des débits pour le suivi est également indispensable.

44


 Dégrilleur L’installation de dégrillage est constituée d’une grille droite inclinée à nettoyage manuel ou automatique, avec un espacement des barreaux de 25 mm. Les refus du dégrillage sont enlevés régulièrement de la grille par le préposé de la station à l’aide d’un râteau (cas de nettoyage manuel), égouttés puis stockés dans une benne pour être évacués avec les ordures ménagères. Le dégrilleur doit être dimensionné pour garantir une vitesse minimale d’écoulement de l’effluent dans le canal d’amenée de 0,6 m/s, afin d’éviter la formation de dépôts. La vitesse maximale d’écoulement entre les barreaux doit rester inférieure à 1,2 m/s au débit de pointe pour éviter que les matières solides retenues par la grille ne forcent entre les barreaux.  Critères de dimensionnement( d’apres bureau d’etude) - Vitesse d’écoulement minimale de l’effluent

V min = 0,6 m /

s - Vitesse d’écoulement maximale

Vmax = 1,2 m / s

 Caractéristiques générales de l’installation - Hauteur d’eau maximale dans le canal de dégrillage

h = 0,3

m - Inclinaison de la grille par rapport à l’horizontale - Espacement entre les barreaux - Epaisseur des barreaux

α = 60° e = 25 mm s = 10 mm

- Fraction de la surface de la grille occupée par les barreaux

ε =

- Colmatage moyen de la grille avant nettoyage

δ =

0,25

0,33  Dessableurs :

44


Le dessableur a pour but de retenir les matières solides minérales les plus lourdes,

d’une taille

supérieure

à 200

µm, qui peuvent perturber le

fonctionnement des ouvrages de traitement situés en aval, tout en évitant la décantation des matières organiques. Le dessableur statique se présente sous la forme d’un canal longitudinal dans lequel la vitesse est ralentie pour permettre la décantation des sables. Les dessableurs longitudinaux sont dimensionnés pour une vitesse d’écoulement de l’ordre de 0,3 m/s au maximum 0,6 m/s et une charge superficielle inférieure à 50 m3/m²/h . Pour permettre de réaliser les opérations d’enlèvement des sables l’installation comporte deux canaux de dessablage en parallèle et qui fonctionnent en alternance. Par temps de pluie, les deux canaux de dessablage sont en service. Critères de dimensionnement. - Vitesse d’écoulement moyenne de l’effluent

Vmoy = 0,3 m/s

- Vitesse d’écoulement maximale de l’effluent

Vmax = 0,6 m/s

- Charge hydraulique maximale Tenant

compte

du

système

pseudo-séparatif

CHy = 50 m3/m²/h restreint

adopté

dans

l’assainissement de la ville et de la faible pluviométrie dans la zone, il n’est pas prévu de dessableur dans la présente étude.

 Lits de séchage Le séchage des boues est fait sur des simples lits ouverts ( 8m ×40m ) avant leur enlèvement et leur évacuation finale. les lits de séchage des boues sont conçus pour être remplis environ 1 fois toutes les deux an, la quantité spécifique de boue adoptée est 0,04 m3/ EH / an : 44


Pour garantir un séchage suffisant, on limitera si possible, la profondeur de remplissage à 30 cm. Les dimensions des lits de séchage ne provoquent pas d’odeur si la stabilisation préalable des boues est correcte. A.2.3 Procédés d’épuration :

a) Lagunage naturel Le lagunage est un procédé couramment utilisé au Maroc pour l'épuration des eaux usées des petites et moyennes villes. La série des étangs de lagunage se compose généralement des bassins anaérobies des étangs facultatifs et des étangs de maturation.  Etangs anaérobies : Il sert à la séparation des matières à décanter des eaux usées brutes et à la décomposition des boues décantées. Les étangs anaérobies sont construits normalement comme prétraitement pour des étangs facultatifs ou pour des lagunes aérées avec le but d’épurer des rejets industriels ou rejets de petites communes avec des charges polluantes significatives provenant de l'industrie alimentaire. Ces étangs sont dimensionnés pour un temps de séjour entre 3 et 5 jours comme optimum pour le débit moyen de temps sec. En lagunage, le critère de référence est la réduction de la DBO5. Cette réduction sera d’autant plus importante que les conditions d’aérobiose seront maintenues de manière impérative. L’expérience recommande de respecter suivant les régions les charges moyennes admissibles, exprimées en kg de DBO5 par hectare de bassin et par jour, indiquées ci – après : La constante de vitesse K est étroitement liée aux conditions climatiques. MARAIS lie K à la température t (°C) de l’eau (qui est sensiblement égale à la température de l’air) par la relation : K = 1,2 ⋅1,085(T −35)

Constantes établies par

DUARTE. Cette relation admet une limite pour une température supérieure ou égale à 35 °C.

Au

delà

la

fonction

algaire

considérablement réduite. Paramètres de dimensionnement 44

essentielle

dans

le

lagunage

est


Charge volumique (Cv)

:

Profondeur des bassins (H)

50 - 300 :

3-4

Temps de séjour (ts) Charge surfacique (Cs)

: :

(m) 3-5

>1000

Nombre de bassins en parallèles 

(g/m3/j)

(jours)

(kg/ha/j) =4

Etangs facultatifs :

Ce type d'étang est surtout utilisé pour le traitement biologique des eaux usées. L'oxygène nécessaire provient partiellement de l’aération à travers l'interface air/eau et par les activités photosynthétiques des algues (aération biogène). Des bassins facultatifs avec un étang anaérobie peuvent être dimensionnés d'une façon générale comme indiquée ci-dessus: Paramètres de dimensionnement Charge surfacique (Cs) Profondeur des bassins (H) Temps de séjour (ts) Nombre de bassins en parallèles

:

100 - 300 : :

(kg/ha/j)

1,5 - 2,5

(m)

15 – 30

(jours)

=4

Pour la vérification de la charge surfacique on adoptera les formules de Mara Person et Arthur: Mara Person Arthur

C = 20 ∗ Ta −100 C = 20 ∗ Ta − 60

Ta = température moyenne de l’eau du mois le plus froid du centre

44


A.3.3 Consistance des travaux de l’assainissement de la ville de Tan Tan : La présente mission de l’étude d’assainissement de la ville de Tan Tan consiste en la réalisation des travaux suivant :  La réhabilitation du bassin anaérobie existant  La réalisation des ouvrages et conduite de transfert des eaux usées vers la STEP  La réalisation de la station de traitement des eaux usées A.3.3.1 Réhabilitation des ouvrages existants :

Les travaux de réhabilitation se limitent à la vidange et remblaiement du bassin anaérobie existant en terre criblée et compacté à 95% de l’OPM ces travaux seront programmés simultanément avec la réalisation de la conduite de transfert. A.3.3.2 Conduite de transfert :

La conduite de transfert consiste à la réalisation des travaux ci-après :

44

-

Fourniture, transport et pose de conduite de refoulement entre le déversoir d’orage projeté et la bâche de mise en charge.

-

Réalisation du génie civil et équipement des ouvrages annexes (une ventouse triple fonctions, une vidange, deux vannes de sectionnement, pièces spéciales……. ;)

-

Traversée de la conduite de rejet de la station de déminéralisation de Tan Tan.

-

Conduite d’évacuation des eaux pluviales.

-

Réalisation d’un déversoir d’orage.

-

Bâche de mise en charge de capacité 20 m3

-

Réalisation d’une station de pompage pour refouler le débit de pointe global : 258 l/s (horizon 2025).

-

Il est prévu aussi de réaliser en amont de la station un ouvrage de prétraitement comprenant un dégrilleur automatique, un dégrilleur manuel et un ouvrage de décantation avec panier pour récupérer les


graisses. -

Conduite gravitaire entre la bâche de mise en charge et la STEP

A.3.3.3 Le traitement des eaux usées de la ville : Les travaux à réaliser en termes d’épuration des eaux usées consisteront en la réalisation des ouvrages suivants :  L’ouvrage de jaugeage des eaux usées brutes à l’entrée de la STEP  Les bassins anaérobies suivis des bassins facultatifs  Les lits de séchage  Les ouvrages annexes de la STEP  Aménagement des abords

B.Conception de la station d’épuration :

B.1 SITE DE LA STATION D’PURATION : •

Description de la station d’épuration :

Les eaux usées brutes sont acheminées à la station d'épuration par une conduite de refoulement en provenance de la ville de TAN TAN. Ces eaux passent au préalable, au niveau de la station de pompage, à travers un ouvrage de prétraitement de type dégrilleur permettant de retenir les détritus et matières grosses. Les eaux à traiter traversent ensuite l’ouvrage de mesure de débit (type Venturi) avant d’arriver au répartiteur principal. Ce dernier assure une équipartition des débits entre les bassins anaérobies grâce aux déversoirs dont il est équipé. Après avoir passé les bassins anaérobies, les effluents sont acheminés par des canalisations vers le second répartiteur, en amont des bassins facultatifs. Celuici assure également une équipartition des débits entre les bassins facultatifs. A la sortie des bassins facultatifs, les eaux sont récoltées dans une conduite et passent de nouveau un seuil destiné à mesurer le débit sortant. L’étanchéité des bassins de lagunage constitue un élément fondamental dans la réalisation et le fonctionnement des bassins. Cette étanchéité sera assurée par une géomembrane en PEHD.

44


•

Le site de la station présente les caractéristiques suivantes :

Lieu

:

au Nord-Ouest de la ville de Tan Tan

Orientation (sens de l’écoulement) :

Sud Nord

Altitude moyenne

:

24- 13,50 m NGM

Pente moyenne du terrain

:

2,6%

Température moyenne

:

20 °C

La surface de la parcelle du site est de 25,3 ha. La station d’épuration (STEP) est du type lagunage naturel. Elle est dimensionnée pour satisfaire les besoins de l’horizon 2025.

Implantation

Implantation de la STEP type lagunage (source Google maps)

44


Le site est situé sur la rive droite d’oued Ben Khelil au pied d’une montagne sur un terrain nommé ‘’Sebkhas LEMJIBER’’. Il est situé au nord-est de la ville à 8 km du bassin anaérobie existant. Ce site proposé s’apprête bien au traitement envisagé, en effet la surface disponible dépasse les 20 ha nécessaires pour la STEP et la pente du terrain est relativement faible (terrain relativement plat). Par ailleurs les autorités locales ont confirmé lors de la visite des lieux que le site choisi ne pose pas de problèmes fonciers. Selon les données climatiques disponibles le vent dominant est des secteurs N et NNE. Ces circonstances augmentent le risque des dérangements par des odeurs provenant de la STEP, mais puisque le site est suffisamment éloigné de la ville et sa situation est plutôt dans la zone Est de la ville le problème des odeurs est considérablement atténué. La STEP future n’est pas visible ni de la ville, ni même de la route principale pour le site n°1. L’accès routier est assuré par une piste existante qui mène jusqu’aux sites. Cette piste est accessible à partir de la ville de Tan Tan. Les branchements au réseau d’AEP, d’électricité et téléphonique est possible à partir des réseaux urbains. Les terrains proposés pour la construction de la STEP est ni intensivement utilisés (p. ex. périmètres irrigués) ni occupés par des cultures valeureuses. Le site choisi permet le rejet des eaux épurées gravitairement dans l’Oued Ben Khelil sans contraintes majeure B.2 Conception de la station d’épuration :

B.2.1Procédé d’épuration : Le procédé d’épuration retenu lors de l’étude des variantes établie au niveau de l’APS est le lagunage naturel dont les ouvrages d’épuration seront composées de :

44


 Ouvrage de jaugeage  Bassins anaérobies  Bassins facultatifs  Lits de séchage des boues.  Ouvrages d’entrée et de sortie des bassins  Ouvrages annexes.

B.2.2 Niveau d’épuration : L’arrêté n° 1607-06 du 25 juillet 2006 portant fixation des valeurs limites spécifiques de rejet domestique direct suivantes : • DBO5 • DCO • MES

: : :

120 mg/l 250 mg/l 150 mg/l

Des valeurs plus sévères doivent être exigées en fonction des objectifs de qualité du milieu récepteur. Mais dans le cadre du présent projet seul les valeurs limites des rejets directs définis ci-dessus seront respectées.

Par conséquent, le degré de traitement envisagé pour cette étude se limitera à un traitement primaire et secondaire (Bassins anaérobies suivi des bassins facultatifs). Les effluents de la STEP comme le montre le tableau suivant respectent les exigences de rejet dans les cours d’eau.

Tab 10 : Charges polluantes des eaux traitées Paramètre polluant

Unité

Horizon DBO5

44

mg/l

Traitement primaire et secondaire (bassins anaérobies et facultatifs) Concentration max d’effluent de la STEP 2015 2020 2025 41

54

70


Coliformes fécaux

nbre/100m l

2,2E+05

2,6E+05

3,1E+05

B.2.3 Prétraitement des eaux usées industrielles et de l’abattoir : La ville de Tan Tan dispose d’une poissonnerie ASAT et d’une zone industrielle projetée susceptible d’abriter différentes industries. Les rejets de ces unités industrielles poseront, en raison de leur raccordement au réseau d’assainissement, des problèmes vis-à-vis de l’exploitation et de la maintenance des ouvrages de collecte et de traitement des eaux usées. Un prétraitement de l'eau usée industrielle est donc exigé au niveau de chaque unité pour les raisons suivantes: - la récupération de l'eau éventuelle pour recyclage ou réutilisation à d'autres stades de la production, - la récupération de matières premières perdues dans les eaux usées. - enlèvement des composantes des eaux usées qui peuvent empêcher le traitement au niveau de la STEP centrale ou détériorer des installations de l'assainissement. -

se conformer aux objectifs de qualité de rejet indirect objet du règlement des rejets industriels dont le texte forme l’annexe 11.

Dans la ville de TAN TAN, les usagers avec un potentiel polluant sont:

44

•

l’abattoir.

•

Industrie agro-alimentaire (Poissonnerie ASAT,…….)

•

stations de carburant.

•

les hôtels et restaurants.


i.

L'abattoir :

a) Origine et qualité des eaux résiduaires Les eaux résiduaires sont produites lors du lavage des étables et des salles d'attente ainsi que lors de la saignée, du dépeçage des animaux abattus, du nettoyage des corps ou parties du corps des animaux, du nettoyage et du vidange des panses et des intestins, de la désinfection des étables, de l'ensemble de l'abattoir avec ses pistes, ses cours et ses aires de lavage, des véhicules, des appareils et des installations diverses.

44


La qualité des eaux résiduaires dépend de l'importance de l'abattoir, du mode d'exploitation, et surtout de la nature des animaux abattus. Les effluents de l'abattoir contiennent : - Du sang - Des fragments de viande - Beaucoup de graisse - Des excréments - Des débris de fourrage - Du contenu de panses et intestins - Des poils - Des cornes

La DBO5 des eaux rejetées dépend de la récupération du sang et des sousproduits. Les eaux résiduaires des abattoirs ont une valeur élevée en DBO5. b) Traitement des eaux résiduaires

La priorité est donnée aux aménagements internes et à une récupération très poussée du sang. La qualité du pré-traitement est essentielle. Une attention particulière est apportée aux opérations de dégrillage et de tamisage en raison de la forte proportion de produits grossiers. Les différentes étapes de la décantation primaire au sein d’un abattoir se décomposent comme suit : •

Le dégrilleur/Tamisage :

Le dégrillage (8 à 12 mm) est réalisé sur grille droite ou courbe et le tamisage sur grille à espacement millimétrique est réalisé sur un champ fixe. De ce fait, les substances solides, comme des morceaux de viande ou d’intestin, seront retenues. Pendant que des râteaux fixes et des tamis en tambour produisent des pertes de chutes hydrauliques relativement

44


importantes, de fins râteaux de filtrage peuvent réduire ces morceaux par la mise en place immédiate de ces parties dans la rigole d’écoulement.

 Le dégraissage et le déshuilage : Afin de séparer le gras et les huiles non dissoutes dans les eaux d’égout, les séparateurs de graisse seront installés dans les abattoirs.

ii.

Les stations de carburant, hôtel et restaurants :

Les intercepteurs d'huiles et séparateurs de graisses sont indispensables pour les stations de service et pour les garages qui déversent des hydrocarbures provenant des vidanges ou du lavage de voitures.

Pour éviter un rejet direct des hydrocarbures et graisses dans le réseau, les stations-services et les garages doivent être équipés des séparateurs de graisses et d'intercepteurs d'hydrocarbures. En outre la séparation des graisses et des huiles est une mesure de protection des conduites qui se dégradent au contact des matières grasses. Les matières grasses forment une pellicule empêchant l'oxydation normale de l'effluent. Pour ces établissements (ainsi que pour les grandes cuisines), les procédés décrits avant (intercepteur d'huile et séparateur de graisse) s'imposent également.

iii.

Industrie agro-alimentaire (poissonnerie ASAT) :

Les aménagements de prétraitement souhaitable sont ce type d’industrie:

• Un bassin d’auto-neutralisation afin de maintenir un pH dans la fourchette 5,5-8,5 ou d’homogénéisation de l’effluent, • Un microtamisage des effluents réalisé par des tambours rotatifs ou par des grilles statiques autonettoyantes • Un dégraissage réalisé par des séparateurs à graisse munis d’une colonne de vidange de façon à pouvoir récupérer le

44


mélange eau-graisse de manière à le recycler sur le microtamisage cette façon de procéder donne de meilleurs résultats • Un système de recyclage de l’eau de refroidissement après stockage et tamisage fin pour économiser la consommation et réduire les débits rejetés dans le réseau de la ville.

Ci-dessous un schéma synoptique des aménagements de prétraitement proposés :

44


Bassin de neutralisation des effluents

Mise en décharge

Tamisage fin des effluents soit par tambour rotatif soit par grille statique autonettoyante

Recyclages périodiques des effluents sur le tamisage afin de récupérer les graisses solidifiées

Dégraisseur débourbeur

Rejet

Fig. : Schéma synoptique des aménagements de prétraitement proposés

44


B.2.4 Milieu récepteur : Les effluents de la ville de Tan Tan seront rejetés après traitement dans l’oued Ben Khelil par le biais d’une conduite en béton DN 600 mm et un ouvrage de rejet.

B.2.4.1 Implantation des ouvrages : La station d'épuration sera divisée en plusieurs unités fonctionnelles. Toutes ces unités seront accessibles par des voies internes de service parcourant le terrain. La topographie de la STEP est régulière avec une pente générale vers l’oued Ben Khélil d’environ 2 %. L’implantation des bassins est faite en suivant les courbes de niveau du terrain naturel de telle manière à avoir la quantité des déblais proche des volumes des remblais, en effet la quantité des déblais est supérieure à celle des remblais de 16 %. Le terrain de la STEP est accessible à travers la piste longeant la conduite de transfert de longueur 8 208 m parvenant de Tan Tan. A la sortie de la conduite de transfert gravitaire, les eaux passent dans un canal rectangulaire en béton traversant un canal Venturi pour mesurer de débit avant de déboucher dans un répartiteur de débit. Cet ouvrage permet de répartir le volume des eaux en quatre débits égaux. A partir du répartiteur, quatre conduites amènent les eaux usées jusqu'aux ouvrages d'entrée des bassins anaérobies. Les eaux traversent ces bassins, elles sont ensuite collectées vers le répartiteur des bassins facultatifs qui partage le débit entre les quatre bassins. Après avoir traversé les bassins Facultatifs, les eaux sont récoltées dans la conduite exutoire et passent une nouvelle fois sur un ouvrage de jaugeage de façon à déterminer le débit sortant et par conséquent apprécier les débits de fuite de la station d’épuration. La conduite exutoire amène enfin les eaux jusqu'au point de rejet situé dans la rive droite de l’oued Ben Khelil. Par ailleurs les boues évacuées à partir des bassins anaérobies lors seront déshydratées dans les lits de séchage à côté des bassins anaérobies.

44


Dessin de le STEP sous Autocad

Fig. : Figure implantation STEP

44


B.2.4.2 Paramètres de dimensionnement : Les résultats des calculs de base de dimensionnement hydrauliques de la station d’épuration sont donnés en Annexe N° 5.

Les principales bases de dimensionnement hydrauliques pour l’horizon d’étude sont :

Horizon

•

Total équivalent habitant

•

Volume total moyen journalier

•

Débit de pointe de temps de pluie

•

Charge journalière de DBO5

2025

117 694 EH 7 326 m3/j 258 l/s 4 119 kg/j

 Dimensionnement des ouvrages : Les calculs de dimensionnement des ouvrages d’épuration sont donnés en Annexe .

 Ouvrages de prétraitement :

L’ouvrage de prétraitement a été déjà réalisé au niveau de la station de pompage le seul ouvrage prévu au niveau de l’entré des effluents à la STEP est un ouvrage de mesure du débit.

 Mesure du débit :

Le regard de mesure de débit est un canal de Venturi. C’est un type, dont la goulette d’entrée est maintenue relativement courte et a la forme d’un arc de cercle. Cette forme est optimisée à tel point que les frottements peuvent être négligés. Pour un débit maximum de 258 l/s le choix est 44


porté sur un Venturi de débit nominal maximal Q N = 500 l/s. La courbe d’étalonnage sera donnée par le fournisseur de ces équipements. Le plan type du canal de Venturi est donné dans le plan N° 1-2.

 Bassins anaérobies :

a) Déscription : Les bassins anaérobies sont dimensionnés en tenant compte de leur curage une fois tous les deux ans pour diminuer la surface des lits de séchage. Les bassins anaérobies sont placés après l’ouvrage de jaugeage. Ils sont quatre bassins fonctionnant en parallèle. Les eaux usées arrivent à l’unité de mesure et sont répartis dans le regard de répartition pour rejoindre les quatre bassins anaérobies à travers des conduites DN 400 mm. Une revanche de 50 cm sera adoptée pour protéger les berges contre le phénomène du batillage. La communication d’un bassin à l’autre fonctionnera à travers un regard avec un seuil de déversement et une cloison siphoïde vers la conduite de connexion à la lagune facultative. Le seuil sera doté d’une cloison plongeante qui empêche l’écoulement des matières flottantes au bassin facultatif, où ils peuvent déranger le procédé d’aération naturelle. Pour faciliter le curage, on procède à un abaissement du niveau d’eau jusqu’au niveau supérieur de la couche de boue. Ensuite, les boues sont évacuées par refoulement à l’aide d’une pompe à boues et transportées vers les lits de séchage.

b) Dimensionnement

Le dimensionnement des bassins anaérobies de la station est donné en Annexes N° 5. Le tableau suivant donne les dimensions des bassins anaérobies.

44


Tab n° ?? : Caractéristiques des bassins anaérobies Désignations Nombre de parallèles

bassins

Superficie totale (ha) Temps de séjour (j) Profondeur (m)

Dimensions en

4 1,259 3 3.50

Largeur fil d’eau (m)

56

Longueur fil d’eau (m)

56

Revanche (m)

0.5

Pente intérieure

2.5

Pente extérieure

2

 Bassins facultatifs :

a) Description : Les bassins facultatifs sont situés en aval des bassins anaérobies, et fonctionnent en parallèle avec un temps de séjour de 26 jours pour l’horizon 2025. La géométrie de la lagune est choisie de telle façon que la longueur corresponde approximativement à presque 3 fois la largeur. Cette forme allongée des bassins joue un rôle important dans l’homogénéité du milieu et la vitesse des courants. L’étude d’installations existantes montre que des formes avec angles arrondis permettent d’éviter les zones mortes, la formation des circuits hydrauliques et l’accumulation des dépôts flottants. Les eaux usées traitées par les bassins anaérobies passent par une conduite DN 400 mm vers un regard qui a pour fonction de répartir les eaux vers les entrées des bassins facultatifs. On utilise le système du double batardage qui présente en outre, l’avantage de permettre un réglage de niveau du plan d’eau qui peut s’imposer en fonction des saisons ou des surcharges temporaires. b) Dimensionnement :

44


Le dimensionnement des bassins facultatifs de la STEP est donné en Annexes N° 5. Le tableau suivant donne les dimensions des bassins facultatifs pour l’horizon 2025:

Tab. N° : Caractéristiques des bassins facultatifs Désignations Nombre de parallèles

Dimensions bassins

Superficie totale à (ha)

en

4 10,108

Temps de séjour (j)

21

Profondeur (m)

1.5

Largeur fil d’eau (m)

104

Longueur fil d’eau (m)

255

Revanche (m)

0.5

Pente intérieure

2.5

Pente extérieure

2

 Détail de dimensionnement pour différents horizons :

Les résultats de dimensionnement des bassins anaérobes et facultatifs pour différents horizons sont consignés dans le tableau ci-après :

44


Tab. N° : Paramètres de dimensionnement des bassins pour différents horizons

Désignation

Unité

Horizon 2015

2020

2025

Kg/j

2644

3295

4119

Charge volumique anaérobe

g/m3/j

84

105

131

Charge surfacique anaérobe

kg/ha/ j

2100

2617

3272

j

4,9

3,8

3,0

kg/j/h a

140

190

255

j

30

25

21

m3/an

3304

3994

4708

99 843

117 694

Charge journalière de DBO5

Temps de séjour anaérobes Charge surfacique Facultatif Temps de séjour facultatifs Volume des boues Nombre d'equivalent habitant

EH

82 611

 Lits de séchage :

a) Description : Les boues sont déshydratées sur des lits de séchage. Ce procédé est le plus utilisé au MAROC car le temps de séchage est fonction des données climatiques et de la siccité obtenue après trois semaines à un mois de

44


séchage, on peut atteindre un rendement de plus de 60% dans le cas d’un ensoleillement optimum comme dans le cas de Tan Tan.

Depuis la surface, le lit est constitué :

 D’une couche filtrante de sable 0/4 mm sur une épaisseur de l’ordre de 15 cm,  D’une couche de graviers de 4/15 mm de granulométrie de 15 centimètres d’épaisseur,  D’une couche de graviers de 15/25 mm de granulométrie de 15 centimètres d’épaisseur,  D’une couche support en cailloux (de préférence des galets) d’une granulométrie 40/45 mm étalée sur le fond de forme a été modelé sur la largeur du lit avec des pentes de 1 % arrivant au point médian de cette largeur,  D’un drain de 160 mm de diamètre étalé au point bas avec une pente longitudinale de 1%. Ce drain récupère les eaux de percolation issues des boues étalées sur la couche de sable, il les dirige vers une canalisation de retour vers les bassins anaérobies.  D’une géomembrane étalée sur un fond de forme compacté pour assurer l’étanchéité de l’ouvrage. Le schéma type des lits de séchage est présenté dans le plan N° 1-5.

b) Dimensionnement

Le dimensionnement des lits de séchage de la station est donné en Annexes N° 5. Le tableau suivant donne les dimensions des lits de séchage pour l’horizon 2025 :

44


Tab. N° : Dimensions des lits de séchage Désignations Nombre de lits Superficie (m2)

Dimensions 60

nette

Profondeur boue (m)

15 000 0,6

Longueur (m)

25

Largeur (m)

10

 Digues et fonds des bassins : a)

Conception

Les digues sont formées à partir des terrassements généraux pour la réalisation des bassins, l’étanchéité de ces digues ainsi que des fonds des bassins est assurée par la géomembrane en PEHD. Les caractéristiques géométriques des digues sont généralement les suivantes :

 Les pentes du talus : 2/1 pour le parement aval (non exposé à l’eau), 2.5/1 pour le parement amont (exposé à l’eau),  La largeur de la crête de 4 m pour permettre le compactage et la circulation des véhicules,  La revanche prise égale à 0,5 m,  les angles des bassins sont arrondis pour éviter l’accumulation dépôts flottants.

des

La conception des bassins est très liée à la topographie du site. Elle dépend des côtes des fonds des bassins qui sont déterminées en fonction de :

44


 L’équilibre déblais / remblais qui ne doit cependant pas être le critère principal;  La cote d’arrivée des effluents dans la lagune;  les bassins de même type sont à un même niveau, de façon à assurer un écoulement parallèle à l’exception des bassins facultatifs où il a été prévu une batterie de deux bassins F2 et F3 à une côte inférieure d’environ 2 m afin de minimiser les terrassements;  une perte de charge minimale de 50 cm est à prévoir entre chaque bassin, dans le sens longitudinal, pour assurer l’écoulement des eaux. Lors du passage des canalisations dans la digue, les canalisations doivent être placées dans des tranchées faites avec la terre compactée et entourées de béton vibré qui assure un contact intime entre les deux matériaux. Il sera toujours préférable de ménager ces passages dans les parties hautes des digues plutôt qu’en pied, sauf pour les vidanges. Pour limiter les fuites en limite des deux matériaux, il faudra compacter soigneusement la Terre au contact de la paroi après avoir enduit celle-ci d’un produit de type bitume. Suite à ces hypothèses de base, les niveaux des fonds des bassins ont été fixés comme suit :

 Anaérobies = 21,00 m NGM  Facultatifs :

- F1 & F2

- F3 & F4

= 19,00 m NGM

= 17,00 m NGM

b) Vidange des bassins

On préconise la vidange des bassins anaérobies par pompage; les conduites de refoulement déboucheront dans le circuit des conduites de décharge de la STEP pour les eaux claires et dans les lits de séchage pour les eaux boueuses. En prenant en considération la vidange par deux pompes à roue multicanaux de caractéristiques 100 m3/h ± 10 % pour une HMT comprise entre 10 et 16 m la durée pour la vidange d’une lagune anaérobie est estimée au maximum à cinq (5) jours (pour l’horizon d’étude 2025).

44


La durée maximale pour une vidange et un remplissage d’une lagune est donc estimée à deux (2) semaines. c) Problème du batillage

Le vent dans les lagunes naturelles crée des vagues qui viennent battre les digues. Il est donc indispensable de prévoir une protection antibatillage sur toute la longueur de la digue. Les berges des bassins facultatifs et anaérobies en contact avec l’eau seront protégées par la mise en place d’une protection anti-batillage composée d’une couche d’enrochements d’une épaisseur de 0,20 cm posé sur le géotextile permettant de protéger la géomembrane. Les pierres utilisées seront en 100/200 en pierre angulaire de carrière. d)

Revanche

La revanche aura pour objet d’éviter toute submersion de la crête des digues due aux vagues, à des tassements ou à une faible élévation du plan d’eau consécutive à une augmentation passagère du débit d’entrée, elle est de l’ordre de 0,5 m de hauteur. e)

Etanchéité

Le rapport géotechnique a conclu que l’utilisation des sols situés dans l’emprise du site de la STEP pour étanchéifier les bassins pose un problème de mise en œuvre étant donné la contamination des argiles par d’autres matériaux (marneux ou sableux et grésifié). On a donc recours à l’étanchéification des bassins par une géomembrane en PEHD d’épaisseur minimale 1,5 mm. En effet l’utilisation de ce type de géomembrane présente les avantages suivants :  Une stabilité contre les rayons UV surtout entre la période séparant la mise en œuvre et la mise en eau au cours de l’exécution des travaux.  Très permanente

haut

niveau

d’étanchéité,

même

 Résistance au gonflement et pourriture  Résistance au poinçonnement élevée  Résistance aux racines

44

sous

déformation


 Très bonne soudabilité par air chaud et coins chauffants

En plus compte tenu du type de sol en place (sable grossier à matrice limono-silteuse sur une épaisseur dépassant 50 cm permettant une meilleure circulation des gaz), la mise en place d’un dispositif de drainage pour l’évacuation de ces gaz n’est pas nécessaire. f)

Devenir des boues

La filière de traitement retenue (lagunage naturel) est le procédé biologique qui produit le moins de boues. La production des boues se fait essentiellement au niveau des bassins anaérobies. La quantité produite est variable selon la variabilité des caractéristiques des eaux usées (en particulier la concentration en matières en suspension) et selon les variations climatiques. Les bassins sont conçus en vue d’un curage une fois tous les 2 ans afin de réduire le nombre des lits de séchage.

La durée moyenne d’évaporation après remplissage des lits de séchage est d’environ quatre (4) semaines Les boues issues des lits de séchage peuvent être mises en décharge. Leur richesse en matières fertilisantes doit, par contre, inciter leur valorisation en agriculture forestière ou de cultures. Le gestionnaire doit chercher des sites de valorisation dans la région. Des conventions peuvent être mises au point avec des utilisateurs pour chercher un équilibre auprès des usagers concernés, entre les coûts d’extraction et le transport et celui de la valorisation des boues comme fertilisants. g) Soutirage des boues

Pour procéder à une vidange d'un étang, les opérations suivantes seront effectuées : • Arrêter l’alimentation de la lagune à vidanger ; • Laisser décanter les boues pendant une période de 1 à 2 jours ;

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• Vidange du surnageant de façon progressive en abaissant la crête déversante (par retrait des batardeaux) ; • Pompage des boues liquides à l'aide de pompes amovibles. h) Modalités et matériels d’extraction des boues

Le dispositif d'extraction des boues liquides comprend : • deux pompes électriques immergées pour eau chargée, à roue multicanaux, de 100 m3/h ± 10 % pour une HMT comprise entre 10 et 16 m. Ces pompes, amovibles, seront déplacées d'une lagune à l'autre en fonction du calendrier de curage ; • deux canalisations de refoulement amovibles (une par pompe) constituées chacune de nombre de tuyaux semi-rigides suffisant annelés DN 100 de 6 mètres de longueur chacun, avec raccords "rapides" reliant la pompe au lits de séchage le plus proche, y compris dispositif de raccordement sur la pompe ;

i) Protection contre les inondations de la STEP : Le site d’implantation de la STEP est situé sur la rive droite d’Oued Ben Khelil entre les côtes TN 23 et 14 m NGM, suite aux données collectées au niveau de la direction d’équipement de la ville de Tan Tan lors de la mission I-1, nous avons pu délimiter la limite de la crue centennale au niveau de la STEP (voir plan de situation). Cette limite est suffisamment éloignée de la STEP coté Oued d’environ 150 m. Donc il n’y a pas de risque d’inondation de la STEP par Oued ben Khelil, cependant on note l’existence de trois bassins extérieurs pouvant engendrer des apports d’eaux pluviales vers la STEP. La délimitation de ces bassins ainsi que le calcul des débits sont présentés en annexe 7. Afin de protéger la STEP il est prévu de réaliser deux fossés trapézoïdaux en terre ceinturant la STEP dont les caractéristiques sont récapitulées ciaprès :

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Tab. N° : Dimensions des fossés en terre

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Désignations

Longueur en m

Grande base Petite Base en m en m

Hauteur en m

Fossé en terre F1

870

3,00

1,00

1,00

Fossé en terre F2

208

1,50

0,50

0,50


Chapitre 4 : Évaluation économique du projet

4.1 EVALUATION DES COUTS D’EXPLOITATION DES OUVRAGES

D’INVESTISSEMENT

ET

Le présent chapitre présente les coûts globaux d’investissement et de fonctionnement des ouvrages de transfert et de traitement des eaux usées, de la station de pompage, des ouvrages de décharge des eaux pluviales et d’épuration qui ont été définis dans les chapitres précédents.

4.1.1

Coûts d’investissement : 4.1.2 Station d’épuration :

Le coût total de la réalisation de la station d’épuration est d’environ 56 Millions de DH présenté comme suit :

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Tab. N° : Estimation des Coûts d’investissement Désignation des ouvrages

MONTANT (DH HT)

I- TERRASSEMENT ET AMENAGEMENT DES BASSINS

22 590 000

II- OUVRAGES EN BETON

4 944 000 2 050

III- MATERIAUX ET MATERIEL

300

IV- EQUIPEMENTS HYDROMECANIQUES ET DIVERS

284 550 2 932

V- CANALISATIONS

000 11 935

VI- AMENAGEMENTS DIVERS

440

VII- BÂTIMENT D'EXPLOITATION ET LOGE GARDIEN

500 000

VIII- INSTALLATION ET REPLIEMENT DE CHANTIER, ETUDES COMPLEMENTAIRES…

1 500 000 46 736

TOTAL GENERAL HORS TAXES

290 9 347

TVA (20%)

258 56 83 548

TOTAL GENERAL TTC

4.2.2 Coûts de revient du m3 d’eau épurée : Pour l’évaluation du coût d’entretien on a adopté les pourcentages suivants : Entretien du réseau

: 0.5% de l’investissement

Entretien des équipements

:

Entretien de la STEP (Lagunage) 44

:

3% de l’investissement 2% de l’investissement


Les frais du personnel chargé de l’exploitation du réseau d’assainissement et la STEP sont définis conformément aux directives du SDNAL pour les villes moyennes. Ils sont donnés dans le tableau suivant: Tab. N° : Estimation du coût du personnel

Personnel

Echell e

Salaire brut annuel

Ratio

Salaire (DH)

Réseau de transfert et STEP Chef d'équipe

4

36000

1

36000

Pompiste

4

36000

1

36000

Chauffeur

2

33600

1

33600

Technicien épuration

11

46800

1

46800

1

32400

6

194400

Ouvrier/gardien

TOTAL

346800

Les calculs détaillés des prix de revient du mètre cube d’eau épurée aux taux d’actualisation 8% 10% et 12% sont données en Annexe N° 9. Les résultats sont récapitulés dans le tableau suivant :

Tab. N° : Estimation des coûts de revient du m3 d’eau épurée

Coût actualisé en DH (TTC) Coût de revient du m3 en DH (TTC)

44

8%

10%

12%

85 735 834

84 361 802

83 164 674

5,05

5,75

6,50


CONCLUSION GENARALE : Le present projet est consacré essentiellement à la description des différentes thecnique d’assasissment et aux ouvrage d’intreseption des eaux usees Durant ce stage à MEDLEAU , j’ai considerablement acquis beceaup de 44


 Bibliographie : [1]Les techniques d’ingénieur (partie enviromement). [2]Pollution résiduelle d'une station d'épuration par lagunage naturel (FATAH TARMOUL).

 Wi bibliographie : [3] http://www.wikiterritorial.cnfpt.fr .

44


[4] http://traitementdeseaux.fr/techniques-traitement/lagunage. [5]http://www.eau.public.lu/eaux_usees_pluviales/traitement/lagu nage. [6] http://www.hellopro.fr/traitement-biologique-des-effluents. [7] http://www.crit.archi.fr/produits%20innovants/FICHES/Eaux. [8] http://www.wikiwater.fr/a21-les-techniques-de-lagunage.html. [9] http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0304/optsee/bei/5/binome4. [10] epuration .

44

http://www.ouest-france.fr/actu/actuLocale_-Station-d-

RAPPORT FPA Avec Corrections

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