J, COLOMBAN1 Maître de Recherches de 1'ORSTOM

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Damien Lussier
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1 CENTRE ORSTOM DE LOME (Section Hydrologie). e-.- NOTE CONCERNANT L'EAU UTILISEE POUR L'ADDUCTION D'EAU POTABLE DE LA COMPAGNIE TOGOLAISE DES MINES DU BENIN A KPEME I J, COLOMBAN1 Maître de Recherches de 1'ORSTOM,. \, '! ' '. I 30 décembre 1969

$J, COLOMBAN1 Maître de Recherches de 1'ORSTOM,. \, -- --1--'!$

2 - CENTRE ORSTOM DE LOME [Section e-. Hydrologie) NOTE CONCERNANT L'EAU UTILISEE POUR L'ADDUCTION D'EAU POTABLE DE LA COMPAGNIE TOGOLAISE DES MINES DU BENIN fi KPEME J. COLOMBAN1 Maître de Recherches de 1'ORSTOM

3 A la demande de la CTMB, nous avons procedé â l'examen de l'eau utilisge pour l'alimentation en eau potable de la CTMB B KpBme. Cinq Qchantillons d'eau ont 6tb prêlevés, quatre le et le cinquième le Les prblhvements sont désigngs comme suit : - AI, A2 : prêlêvefients avant la station d'épuration (le G9) - BI, 82 : prél&vements à la sortie de la station ci'épur;ation (le IO. 11.G9) - C : prélsvement avant la station d'epuration (le SCI), 1 - Mesures sur place Sur place, les ph de Al, AZ, B1,' 52 ont ét& mesur&. On a obtenu un rêsultat unifome : ph = 5, Essais&- Laboratoire a) Aération de l'eau Une premigre serie d'essais a été réalisée pour étudier la variation du ph de l'eau après aêration. Une fraction d& chaque êchantillon a été transvasée dix fois puis vingt fois d'un bgcher dans un autre avec une chute d'environ 30 cm. Les résultats sont les suivants : ( Echantillon (!, ph B Pa sortie du I ph après! ph après ) 1 flacon (3.~ )! 10 chutes P 20 chutes-) I I! -1 Ainsi par simple effet d'aération, on a pu remonter le ph de une unité environ en moyenne, ce qui est encourageant.

11.G9) - C : prélsvement avant la station d'epuration (le 17.11.SCI), 1 - Mesures sur place Sur place, les ph de Al, AZ, B1,' 52 ont ét& mesur&. On a obtenu un rêsultat unifome : ph = 5,75.

4 suivants : Par ailleurs, la mesure des r6sistivitqs a donng les r Qsultak c I 1 Cette eau n'est donc pas trbs min6ralisge comme la montre d'ailleurs les rgsultats de l'analyse chimique donnbs ci-aprbs :

5 i %! I 35,2~1,07~14.,3~0,29~10,7~0,54~2,93~0,24~26,0~1,13~1,24-~0,03~35,1~0,57j17,2; c,.- 1? 9 1 I il 1!? 1 J 7 B I 1 1 P I 2 1,93 l,94 I? I I I 1 I I S résidu sec des matigres dissoutes en mg/l (calculi? d'aprgs l'analyse) 14-2,3 l45, ~ J

6 4 Pour chaque QlBment, la premigre colonne donne la teneur en mg/litre, la deuxième la concentration en milligquivalent par litre. Pour la silice, seule la teneur en mg/litre est donnée. Deux constatations : a) Cette eau est moyennement minéralisée ; b) La minéralisation provient en grande partie du chlorure de sodium cornme on peut le voir sur le diagramme triangulaire de composition relative ci-contre (fig. I), =ment par filtration sur "neutralite" Nous avons fait percoler l'ézhantillon d'eau prêleve le sur une colonne de neutralite. Puis nous avons fait analyser les percolats obtenus au nombre de trois (KNI KN2 KN3) (obtenus chronologiquement dans l'ordre 1, 2, 3). Conjointement l'échantillon naturel a dt6 analysê. Les rqsultats sont consignes ci-aprqs : (1) La "neutralite" est un mélange de carbonates de calcium et de -Magnêsium traitss spêcialement pour. posseder une solubilit6 rapide et constante dans le temps. Un échantillon de 5 kg nous a étê fourni par la maison UNICOMER.

composition relative ci-contre (fig. I), =ment par filtration sur "neutralite" Nous avons fait percoler l'ézhantillon d'eau prêleve le 17.11.69 sur une colonne de neutralite.

7 * echantillon 6puisQ

8 On ne constate pas un grand changement å la suite de cette filtration, si ce n'est une augmentation du ph (due sans doute â la fixation du CO2 lilsre en excis) et une très légere diminution de la résistivité due B une faible augmentation de la concentration en sels dissous, Cependant la filtration effectuée a dt8 peut-stre trop rapide et s'est faite dans des conditions trop gloi@-ges des honditibns d'emploi normales (un mètre cube de neutralite permet, réparti en une couche de 1 m environ d'êpaisseur, de traiter un volume d'eau de 7 à 8 mëtres cubes par heure). Le problëme de la corrosion des conduites métalliques est extrêmement complexe. En effet, les causes de la corrosion sont trhs va- riées et la simple analyse d'une eau ne permet pas de rendre compte de tous les effets constatês de cette eau sur un réseau de distribution. Les facteurs de la corrosion sont %ris nombreux et nous croyons utile de les énumérer au moins en partie ci-après : - nature du métal - inclusions, défauts d' homog$néit& - oxydation superficielle - tensions internes - fissurations - variation de température de l'eau - variation de la concentration en sels - dépôts et diffgrences d'aération (effet Evans) - couples galvaniques - ph de l'eau - salinité de 1' eau (caractgrisée approximativement par sa r6sistivité) - PrGscnce de certains anions ( Cl-' SO, I-, etc..,) fi-, Mg*, etc...) - Presence êgalement de certains cations (Ca - Presence d'él6ments nuisibles (Fe, Mn, HzS, Cu, etc...) - Teneur en oxygène - Teneur en CO2

honditibns d'emploi normales (un mètre cube de neutralite permet, réparti en une couche de 1 m environ d'êpaisseur, de traiter un volume d'eau de 7 à 8 mëtres cubes par heure).

9 7 - Forme du réseau corrod6 - Présence, ou non, d'un dépôt corbbnaté, qualit6 de ce dépôt (poreux, ou non, bontinu ou dkicontinu) Cependant nous pouvons émettre qielques hypothèses au sujet du pouvoir corrosif de l'eau de Kpémé : - La résistivité a une valeur moyenne qui n'est pas défavora- ble å priori (les valeurs "rassurantes" sont comprises normalement entre et par cm) ; - La duret6 carbonatée par contre est faible puisqu'elle est de l'ordre de 2O8 français (1) dans nos analyses (une analyse de 1'Institut d'hygi&ne avait donné le O O français).. Or, si une eau est théoriquement capable de précipiter un d6pôt calcique à partir de 2 O français de dureté, il est admis en pratique que le dépôt ne devient efficace qu'å partir de 8O français sinon plus (surtout en presence de ClNa). Nous avons donc Iå un facteur tr2s d6favorable ;. - Présence de Cl-. Nous avons vu que la teneur en ClNa dtait prépondérante. C'est également un facteur d6favorable ; - ph. Le ph est manifestement trop faible (5,7 å 5,8) 911 est admis que le ph dlune eau non corrosive doit être de l'ordre de 7,4 å Teneur en oxygène dissous. Nous ne l'avons pas mesurge mais une analyse de l'institut d'hygiène indique 7,O mg/l pour un échan- tillon d'eau B 29OG le Cette valeur paraît forte puisque la valeur de saturation normale å 29OC est de 7,64 mg/l ; l'eau serait sur- saturée en oxygène, ce qui n'est pas impossible à priori. Cependant la teneur en oxygène est vraisemblablement forte même si elle n'atteint pas 7,8 mg/l. C'est un facteur plutôt favorable. I. (1) Dureté carbonatée en degr6 français = concentration en CO3i-ien équivnleat/mq x 5

La duret6 carbonatée par contre est faible puisqu'elle est de l'ordre de 2O8 français (1) dans nos analyses (une analyse de 1'Institut d'hygi&ne avait donné le 17.3.59 2 O O français).

10 8 Enfin la teneur en fer est vraisemblablement três faible. Nous pensons qu'elle est inférieure h 0,05 mg/l d'aprês une analyse faite par notre Laboratoire. Le fer n'est donc pas à craindre dans ce cas. En dehors des facteurs chimiques ci-dessus, il cbnviendrait d'examiner le rgseau de distribution : sotit dt4favor?iibles les coudes de trop faible rayon, les angles droits, les changements de section brusques. De même au cours du montage un échauffement excessif a pu provoquer la formation d'une couche d'oxyde : il se forme alors des piles entre oxyde et métal. Les tensions internes créees en usine ou au montage (coudes, filetages) rendent l'acier plus susceptible h la corrosion. L'état de la surface qui peut être endommagée en cours de montage est aussi å prendre en considération. Les dépôts dans les points bas sont défavorables (possibilités de prolifêration de bactéries favorisant la corrosion avec formation de micropiles), Des couples galvaniques peuvent avoir 6té créés par utilisation d'accessoires en bronze ou d*ailiages fusibles à base de cuivre. Enfin les courants électriques parasites dans les sols å proximitê d'installations industrielles peuvent provoquer des phgnomhes d ' glectrolyse. peu nombreux : Les conseils que nous pouvons donner sont malheureusement - Un système de cascade pour a6rer l'eau pourrait être construit (IO à 15 chutes successives) ; ce qui devrait ramener le ph aux environs de 7,3 à 7,4. La cascade peut être remplacee par une turbine agitatrice i - Une filtration sur "neuti-alite" renforcerait peut-être la duret6 de l'eau mais il serait nécessaire de consulter un spécialiste

iibles les coudes de trop faible rayon, les angles droits, les changements de section brusques.

11 9 de la question ; - Une adjonction de chaux renforcerait Qgalement la dureté de l'eau. Une adjonction d'un phosphate de soude assure une bonne pro'cection des conduites également. Mais en ce qui concerne ces adjonctions, il conviendrait de consulter un spécialiste afin de connaftre les doses compatibles avec la potabilité de l'eau (surtout en ce qui concerne les phosphates), afin de s'assurer du bien fondé de notre proposition ('I) et afin de déterminer le dispositif doseur adéquat -- Enfin un examen du réseau de distribution permettrait &ven- tuellement d' éliminor des cai-actéristiques facheuses. A Loin&, le 30 décembre' J. COLOMBAN1 (1) Nous devons en epfet bien préciser que nous ne sommes pas sp&cialistes de ces questions et que les suggestions ci-dessus sont faites sous toutes rgserves.

afin de s'assurer du bien fondé de notre proposition ('I) et afin de déterminer le dispositif doseur adéquat -- Enfin un examen du réseau de distribution permettrait &ven- tuellement d' éliminor des

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