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Thèse soutenue

Contrôle de la matière organique biodégradable au cours des traitements d'oxydation et de la distribution des eaux d'alimentation

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Auteur / Autrice : Christian Volk
Direction : Jean Claude Joret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
Jury : Président / Présidente : Daniel Thévenot
Examinateurs / Examinatrices : Marie-Marguerite Bourbigot
Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Claude Block, Nicole Merlet, Louis A. Kaplan

Résumé

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La mesure de la matière organique biodégradable (MOB) présente un réel intérêt pour le suivi et l'efficacité des filières de traitement et la maitrise de la reviviscence bactérienne dans les réseaux de distribution. Elle est réalisée à l'aide de tests biologiques basés sur l'inoculation d'échantillons d'eau par des micro-organismes. Une étude méthodologique. Une étude méthodologique portant sur la signification de la mesure du carbone organique dissous biodégradable (CODB) et la comparaison des différentes techniques d’évaluation de la MOB a montré que : a) pour une technique donnée la valeur de CODB mesurée dépendait des conditions expérimentales appliquées (i. E. Quantité d’inoculum, aération, durée d’incubation) ; b) les résultats de mesure du CODB étaient différents selon que l’on utilisait un inoculum fixé ou en suspension, cependant les valeurs obtenues parles deux méthodes étaient bien corrélées ; c) la comparaison des valeurs de CODB et de COA a conduit dans 60 V% des cas à des résultats concordant, avec une équivalence de 90-140 µg C eq. Acétate/mg de CODB ; d) le CODB a prédit à 90 % le potentiel de recroissance d’une flore naturelle mixte avec un rendement de croissance de 1,7 x 109 cellules/mg de CODB. Au cours des traitements d'oxydation par l'ozone seul ou couplé au peroxyde d'hydrogène (0,45 g H2O2 /g O₃) ou à un catalyseur d’oxyde de titane, l’optimum de formation de CODB a été obtenu pour des taux de traitement intermédiaires (0,5 – 1 mg O₃ / mg COD) et pour des temps de contacts courts (5-10 min. ). L’oxydation catalytique a conduit à une augmentation modérée de CODB par suite d’une minéralisation plus poussée des composés organiques. Des observations de terrain menées sur un réseau de distribution ont montré que la recroissance bactérienne était gouvernée par trois paramètres clés qui sont la température de l'eau, la concentration en résiduel de chlore et la teneur en matière organique biodégradable. Il a été possible de prédire la qualité bactériologique de l’eau et la consommation de CODB le long du réseau grâce à des modèles de régression linéaire multiple, intégrant respectivement les paramètres température – résiduel de chlore et température – concentration de CODB dans l’eau et en sortie d’usine de potabilisation. La reviviscence bactérienne s'est accompagnée de l'apparition de coliformes sur certains sites du réseau de distribution. L'observation de ces germes a été associée le plus fréquemment à des températures de l’eau supérieures à 15°C, à des consommations de CODB supérieures à 0,15 mg/l, à des logarithmes de dénombrements bactériens par microscopie en épifluorescence supérieurs à 5,2 et à des résiduels de chlore inférieurs à 0,10 mg/l. Il a été possible de graduer le risque d’apparition des coliformes par comptabilisation des dépassements de seuils critiques pour ces quatre paramètres, correspondant à des fréquences croissantes d’isolement de ces germes dans le réseau. Ce modèle de risque (AL COL) peut s’avérer un outil efficace dans la maîtrise de la qualité bactériologique le long des réseaux de distribution. En effet, tout réseau présentant des risques élevés devrait faire l’objet de mesures immédiates de chloration afin de réduire ces risques et éviter l’apparition des coliformes.