Fiche de révision : Eau, distribution et traitement

📋 Plan du Cours

1. Cycle naturel de l’eau
2. Ressources et disponibilité en eau
3. Pollutions et qualité de l’eau
4. Captage et potabilisation de l’eau
5. Distribution et cycle domestique
6. Eaux collectées dans l’habitation
7. Réseaux d’assainissement collectif
8. Étapes de la station d’épuration
9. Assainissement autonome individuel
10. Entretien et gestes de prévention

📖 1. Cycle naturel de l’eau

★ À maîtriser

• Sous l’action du soleil, l’eau des mers, lacs et rivières s’évapore, tandis que les végétaux et les êtres vivants rejettent aussi de la vapeur d’eau.

• La vapeur d’eau se condense en nuages, transportés par le vent, puis retombe sous forme de pluie, neige, grêle ou bruine.

• Après les précipitations, l’eau ruisselle, est absorbée par la végétation, s’infiltre dans les nappes souterraines et alimente les cours d’eau, les lacs et les océans.

Compléments

• La vitesse du cycle naturel de l’eau dépend de la circulation des eaux dans les sols et sous-sols ainsi que des conditions climatiques.

💡 Astuce mémo

Évaporation, condensation, précipitations, puis ruissellement et infiltration.

📖 2. Ressources et disponibilité en eau

★ À maîtriser

• L’eau recouvre 72 % de la surface du globe et plus de 97 % de l’eau de la planète est salée.

• Moins de 1 % de l’eau de la planète est disponible pour l’utilisation humaine dans les cours d’eau, les lacs et les nappes souterraines.

Compléments

• L’eau est présente dans l’atmosphère sous forme gazeuse, dans l’hydrosphère sous forme liquide et dans la cryosphère sous forme solide.

• Les régions arides situées le long des tropiques couvrent 31 % des terres émergées et connaissent un bilan hydrique annuel négatif en raison d’une forte évaporation et de précipitations rares.

• Dans les régions au bilan hydrique annuel déficitaire, le recours aux réserves d’eau ne peut conduire qu’à leur épuisement à plus ou moins long terme puisqu’elles ne peuvent se reconstituer.

📖 3. Pollutions et qualité de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Pollution de l’eau : Dégradation physique, chimique ou biologique de ses qualités naturelles, provoquée par l’activité humaine et perturbant les écosystèmes aquatiques ainsi que les usages humains.

★ À maîtriser

• Les trois origines de la pollution de l’eau sont :

  • domestique
  • industrielle
  • agricole

• Les pollutions de l’eau sont classées en :

  • pollutions physiques
  • pollutions chimiques
  • pollutions organiques
  • pollutions microbiologiques

• Les micropolluants comprennent : les résidus de médicaments, les perturbateurs endocriniens issus notamment de cosmétiques, lessives et plastiques, les microplastiques, les résidus de pesticides

Compléments

• Les micropolluants peuvent avoir des effets importants sur la santé humaine et les écosystèmes aquatiques, notamment sur la fertilité, la reproduction et la biodiversité, même à très faible concentration.

• Les micropolluants sont difficiles à éliminer complètement dans les stations d’épuration.

📖 4. Captage et potabilisation de l’eau

★ À maîtriser

• Le captage de l’eau distribuée provient à 60 % des eaux souterraines et à 40 % des eaux superficielles.

📌 Les eaux superficielles sont plus chargées en matières en suspension que les eaux souterraines et nécessitent donc un traitement plus important pour devenir potables.

• La production d’eau potable suit les étapes suivantes :
  • prélèvement
  • dégrillage
  • tamisage
  • coagulation-floculation
  • décantation
  • ozonation
  • filtration sur charbon actif en grains
  • chloration

Compléments

• Les sels d’aluminium provoquent la coagulation des particules en suspension, qui s’agglomèrent ensuite pour former des flocons.

• L’ozonation consiste à injecter de l’ozone pour détruire les virus et les bactéries.

• Une faible quantité de chlore est ajoutée à l’eau pour préserver ses qualités jusqu’au robinet du consommateur.

💡 Astuce mémo

Du captage au chlore : prélever, séparer, agglomérer, désinfecter, filtrer, protéger.

📖 5. Distribution et cycle domestique

★ À maîtriser

• 🔄 Le cycle domestique de l’eau comprend :
  1. le captage
  2. le traitement pour la potabilisation
  3. le stockage
  4. la distribution et la consommation
  5. la collecte des eaux usées
  6. leur traitement en station
  7. leur restitution au milieu naturel

📌 Les canalisations de distribution d’eau doivent être conçues, réalisées et entretenues de manière à empêcher l’introduction ou l’accumulation de micro-organismes, parasites ou substances dangereuses pour la santé ou la qualité de l’eau potable.

Compléments

• Le cycle domestique de l’eau est un cycle totalement artificiel, également appelé petit cycle de l’eau.

• Les canalisations en plomb sont interdites pour des raisons sanitaires, car l’intoxication chronique au plomb peut notamment entraîner une anémie et des atteintes du système nerveux.

📖 6. Eaux collectées dans l’habitation

★ À maîtriser

📌 Les eaux collectées dans une habitation sont les eaux usées, qui comprennent les eaux vannes et les eaux ménagères, et les eaux pluviales.

• Les eaux vannes proviennent des toilettes et contiennent notamment des matières organiques fermentescibles, des micro-organismes et de l’azote ammoniacal et organique.

• Les eaux ménagères, ou eaux grises, proviennent notamment de la cuisine, de la salle de bain, du lave-mains et de la buanderie, et contiennent des matières organiques, des produits lessiviels et des graisses.

Compléments

• Les eaux pluviales proviennent du ruissellement sur les toitures et leur composition varie selon la pollution atmosphérique et les surfaces lessivées, qui peuvent contenir du zinc, du cuivre ou du plomb.

💡 Astuce mémo

Les eaux vannes viennent des toilettes, les eaux ménagères des usages domestiques hors toilettes.

📖 7. Réseaux d’assainissement collectif

★ À maîtriser

📌 Un réseau unitaire collecte dans un même réseau les eaux usées et les eaux pluviales, qui sont dirigées vers une station d’épuration.

📌 Un réseau séparatif collecte les eaux pluviales et les eaux usées dans des réseaux distincts, dirige les eaux usées vers une station d’épuration et rejette les eaux pluviales dans la nature.

• En cas de pluie importante, un réseau unitaire peut déborder et déverser une partie des eaux collectées dans le milieu naturel par un déversoir d’orage.

Compléments

• Les réseaux unitaires se rencontrent principalement dans les centres-villes anciens, tandis que les nouveaux réseaux sont généralement conçus en séparatif.

• Le réseau séparatif évite de surdimensionner la station d’épuration et favorise son rendement en maintenant plus constant le niveau de pollution des eaux usées qui y arrivent.

💡 Astuce mémo

Unitaire : tout ensemble ; séparatif : eaux usées et pluviales à part.

📖 8. Étapes de la station d’épuration

🔑 Notions clés & Définitions

• Station d’épuration : Diminue la pollution des eaux collectées en retirant les matières en suspension et en éliminant les matières solubles avant leur rejet dans le milieu naturel.

📝 Points essentiels

• Le prétraitement d’une station d’épuration comprend le dégrillage et le tamisage des déchets, le dessablage des sables et graviers par sédimentation, puis le dégraissage-déshuilage des graisses par flottaison.

• La décantation primaire sépare les éléments liquides et solides sous l’effet de la pesanteur dans un bassin, et permet d’enlever une première boue.

• En France, le procédé biologique des boues activées, qui utilise des bactéries aérobies, est le plus répandu.

• Dans le traitement biologique, des bactéries dégradent les matières organiques et éliminent les pollutions carbonée et azotée en les transformant notamment en dioxyde de carbone, en diazote et en biomasse (boues).

• Après un séjour dans un bassin d’aération, l’effluent passe dans un clarificateur où une ultime décantation sépare l’eau épurée des boues secondaires, qui sont raclées et évacuées.

📌 L’eau rejetée par une station d’épuration est dépolluée mais non potable, car la dépollution n’est jamais totale.

💡 Astuce mémo

Dégriller, dessabler, dégraisser, décanter, traiter biologiquement, clarifier.

📖 9. Assainissement autonome individuel

★ À maîtriser

• L’assainissement autonome individuel concerne les maisons non raccordées au réseau public et représente 10 % de la population française.

• La fosse toutes eaux assure la décantation des matières en suspension, retient les éléments flottants grâce à un préfiltre, dégraisse les effluents et liquéfie les boues par fermentation anaérobie.

• Le volume réglementaire de la fosse est de $3\,\text{m}^3$ pour 1 à 5 pièces, de $4\,\text{m}^3$ pour 6 pièces, puis augmente de $1\,\text{m}^3$ par pièce supplémentaire.

• Après la fosse, les eaux usées sont acheminées vers un champ d’épandage où les drains en PVC répartissent l’eau dans des tranchées de graviers et les micro-organismes du sol décomposent la matière organique.

📌 Une installation d’assainissement autonome doit respecter une distance réglementaire de 35 m par rapport à un puits ou à un forage.

Compléments

📌 Le descriptif de l’assainissement autonome doit être fourni à la mairie et soumis à l’avis du SPANC.

• La fermentation anaérobie dans la fosse dégage du méthane, du CO₂ et des gaz azotés, ce qui rend nécessaire une ventilation munie d’un extracteur placé au-dessus de la toiture.

• L’assainissement autonome est assez satisfaisant pour traiter la pollution carbonée mais peu efficace contre la pollution azotée, et peut devenir une source de nitrates.

💡 Astuce mémo

Fosse toutes eaux, préfiltre, puis épandage dans le sol.

📖 10. Entretien et gestes de prévention

★ À maîtriser

📌 La fosse doit être vidangée par un professionnel agréé lorsque les boues atteignent environ 50 % de son volume utile.

📌 L’usager doit éviter l’usage excessif de Javel et de déboucheurs chimiques, ainsi que le rejet de lingettes, protections périodiques et huiles de cuisson dans les toilettes ou les éviers.

• Pour limiter la pollution des eaux, il faut : éviter de rejeter des médicaments dans les eaux usées, rapporter les déchets toxiques en déchetterie, préférer les produits d’entretien écologiques, vérifier périodiquement l’état des systèmes de collecte

Compléments

• Le préfiltre doit être nettoyé régulièrement, une à deux fois par an, et un filtre à pouzzolane doit être remplacé périodiquement.

• L’ajout régulier d’activateurs biologiques n’est pas nécessaire lorsque la fosse fonctionne normalement.

• Les boues issues du traitement des eaux usées peuvent être : valorisées en agriculture sous certaines conditions, compostées, méthanisées, incinérées

💡 Astuce mémo

Déchets et produits agressifs perturbent les bactéries → dysfonctionnement de l’installation.

📊 Tableaux de synthèse

Réseaux d’assainissement collectif