REPUBLIQUE TUNISIENNEMinistère de l’Enseignement Supérieure de la RechercheMinistère de l Enseignement Supérieure de la Recherche
Scientifique et de la Technologie
Etude du phénomène d’entartrage et Etude du phénomène d’entartrage et i d l ti tii d l ti timise en œuvre de solutions pratiquesmise en œuvre de solutions pratiques
Complexe de Gaafour Complexe de Gaafour G t d SiliG t d SiliGouvernorat de SilianaGouvernorat de Siliana
BEN AMOR Mohamed, ProfesseurCentre de Recherches et Technologies des Eaux,
(CERTE)
17-18 Novembre 2009 1
(CERTE)Technopole de Borj Cédria
17-18 Novembre 2009 2
17-18 Novembre 2009 3
17-18 Novembre 2009 4
LE SYSTEME CALCO-CARBONIQUELE SYSTEME CALCO-CARBONIQUE
C 2+ 2HCO C CO H O CO ( )C 2+ 2HCO C CO H O CO ( )
I t f G Li id
Ca2+ + 2HCO3- CaCO3(s) + H2O + CO2(gaz)Ca2+ + 2HCO3- CaCO3(s) + H2O + CO2(gaz)
Interface Gaz - Liquide Phase Liquide Interface Solide - Liquide
ECHANGE DE CO REACTIONSTRANSFERTECHANGE DE CO2
à l’interfaceli id
Entre ions et avec CO2
TRANSFERTDE MATIEREA l’interface
S lid li id
Dépôt deCaCO3gaz -liquide en phase liquide Solide-liquide 3
17-18 Novembre 2009 5
17-18 Novembre 2009 6
Étude du cas de l’eau potable
8,5 pH
germination
8
2 3
7,5pH
3
,
1HCO3
- CO32- + H+
7
1HCO3
- CO2 + OH-
6,50 15 30 45 60 75 90 105 120
temps (min)
7
3 2
17-18 Novembre 2009 7La technique de dégazage
0 15 30 45 60 75 90 105 1207
TAC (°F)
40
30
20
10 temps (min)
17-18 Novembre 2009 8
100 15 30 45 60 75 90 105 120
p ( )
PCO2 (atm)
6,0E-02
( )
5,0E-02
4,0E-02
2 0E 02
3,0E-02
1,0E-02
2,0E-02
0,0E+00
1,0E 02
17-18 Novembre 2009 9
0 15 30 45 60 75 90 105 120
temps (min)
17-18 Novembre 2009 10Conduite d’eau potable de Siliana
Complexe d’eau potable de Siliana
17-18 Novembre 2009 11
La ligne Gaafour
Forage doukhania II Forage doukhania III
Forage Gaafour
Forage doukhania II
R 1000 Forage
Sidi Ayed
Forage
BC1Gaafour
R 500
BC1
BC2 BC3
17-18 Novembre 2009 12
R 500BC2 BC3
17-18 Novembre 2009 13
A i é d fArrivées des forages
Chute importante de l’eau Chute importante de l eau
17-18 Novembre 2009 1414Bâche du réservoir R1000
BC 1
17-18 Novembre 2009 1515
BC 2
17-18 Novembre 2009 16
BC 3
17-18 Novembre 2009 17
Ligne GaafourLigne Gaafourgg
8,3
8,4
BC2 BC3 Bâche à eau R
pH
8
8,1
8,2
BC1
Bâche à eau R 500 Gaafour
7,8
7,9
8
7,6
7,7
Abonnés
7,4
7,5
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Distance (m)Sortie R1000
17-18 Novembre 2009 1818
Ligne GaafourLigne Gaafour
[CO2] mg/l80[CO2] mg/l
S ti R100060
Sortie R1000
40BC1
BC2BC3
20 bache à eau R500 Gaafo r
00 2000 4000 6000 8000 10000
R500 Gaafour
17-18 Novembre 2009 19
0 2000 4000 6000 8000 10000échantillon
Ligne de GaafourLigne de Gaafour
25
TACSortie R1000
BC1 BC2
23TAC
BC3
21bâche à eau R500
Gaafour
Abonnés
190 2000 4000 6000 8000 10000 12000
Distances (m)
17-18 Novembre 2009 20∆ TAC = 4°F 40 g/m3
La ligne Bourouis
Forage
Forage
Forage
Krib Gare
R 1000
gKrib Gare
R 1000R 250R 250 Forage
BC
Bourouis
17-18 Novembre 2009 21
La ligne Bourouis
8
7,8
pH
7,6
Reservoir Krib Gare AbonnésRéservoir Bourouis
7 4Sortie R1000
Abonnés
7,4
7,2
Distances
17-18 Novembre 2009 22
71 2 3 4 5
Distances
La ligne Bourouis
TAC
24
25
Sortie R1000
Reservoir Krib Gare
23
AbonnésRéservoir Bourouis
Abonnés
21
22
20
18
19
Distance (m)
17-18 Novembre 2009 23
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000
D TAC = 1°F 10 g/m3
La ligne Bourouisg
17-18 Novembre 2009 24
Ligne Krib
R 250 Forage Doukhania 2R 250 Forage Doukhania 2Krib village
17-18 Novembre 2009 25
Ligne Krib Ligne Krib
8
7,8
Entrée Krib
Sortie Krib 6781
7,6
pHReservoir
20509
7,4
bâche à eau
Reservoir
7,2
DistanceForage Dokhania II
bâche à eau
17-18 Novembre 2009 2626
70 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000
Distance
Ligne Krib Ligne Krib
100
Forage
90
[CO2] (mg/l)Forage Dokhania II
Bache àeau
80
Reservoir Sortie Krib 6781
70
Entrée Krib 20509
600 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Distance
17-18 Novembre 2009 2727
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
La ligne Kribg
30
TAC
28Forage Dokhania II
Bache à eau
Reservoir
Entrée Krib
Sortie Krib
26
24
20
22
Distance
17-18 Novembre 2009 28
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Comparaison des deux lignesComparaison des deux lignesp gp g
Ligne GaafourLigne GaafourCO2
Ligne KribLigne KribCO2
perdu perdu
15 %
92%prestant
prestant
92%
TAC TAC
perdurestant82 %
pardurestant
100 %
17-18 Novembre 2009 2929
Conclusion des diagnosticsConclusion des diagnostics
L’analyse du tartre montre qu’il s’agit essentiel-y q glement du carbonate de calcium sous forme de calcite. La formation du tartre est importante le long de la ligne de Gaafour qui présente plusieurs brisela ligne de Gaafour qui présente plusieurs brise charge et bâches.V l l i é d l li d G fVu la complexité de la ligne de Gaafour, notre
étude sera axée sur ce réseau.
17-18 Novembre 2009 30
Première actionPremière action
Pour diminuer le dégagement du CO2 :
Noyer les arrivées d’eau dans les bâches et les brise charge.
17-18 Novembre 2009 31
Prototype de simulationPrototype de simulation
Vanne
PompeEnregistrement automatique de
Tête
qpH et de
température
Conduite en
Réservoir
pH-mètre(HANNA pH211)
Conduite en polyéthylène
17-18 Novembre 2009 32
d’eau
32
Etude au laboratoire avec eau synthétiqueEtude au laboratoire avec eau synthétique
8,78,7
h = 50 cm
h = 1 mpH
8,2
h = 50 cm
7,7
7,2 h = 0 m
6 7
temps (min)
17-18 Novembre 2009 33
6,70 20 40 60 80 100 120
Effet de la distance de chute sur le pH de l’eau 33
Etude sur site avec l’eau du R1000Etude sur site avec l’eau du R1000
pH
8
Chute d'eau à 70 cm
7,8
Conduite immergéeConduite noyée
7,6
7,40 30 60
Temps (min)
17-18 Novembre 2009 34Comparaison de l’évolution du pH en fonction du temps
34
Arrivées noyées : bâche R1000
17-18 Novembre 2009 35
Arrivées noyées : bâche R1000Arrivées noyées : bâche R1000
17-18 Novembre 2009 36
Arrivées noyées : BCArrivées noyées : BC
17-18 Novembre 2009 37
Arrivées noyées : bâche R500
17-18 Novembre 2009 38
Contrôle du pH: Campagnes du 10/07 et du 19/11/2008
8,4
8,2R 500
BC3
BC2
8 BC1
7,6
7,8
pH
7,4
,
Avant action
7,2Noyée 10/07/08
Noyée 19/11/08
17-18 Novembre 2009 39
70 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 100
Distance / m
Deuxième actionDeuxième action
Pour diminuer davantage le dégagement g g gdu CO2 :
Couverture des bâches
et des brise charges.
17-18 Novembre 2009 40
Couverture bâche R1000Couverture bâche R1000
17-18 Novembre 2009 41
Couverture BCCouverture BC
17-18 Novembre 2009 42
Couverture BCCouverture BC
17-18 Novembre 2009 43
Couverture BCCouverture BC
17-18 Novembre 2009 44
Mesure du pH après couverture et arrivées noyéeset arrivées noyées
8,2
8,4
R 500
BC3
BC2BC1
8
,
Compagne 1
7,8
pH
Couvert 2/12/08
7,4
7,6
7,2
7,4
17-18 Novembre 2009 457
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000Distance / m
Sursaturation après couverture et arrivées noyées
18Sursaturation
et arrivées noyées
14
16
10
12Avant intervention
8
10
4
6
0
2Distance (m)
Après intervention
17-18 Novembre 2009 46
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Résultats des mesures après interventions
Le pH de l’eau à la sortie des forges s’est conservé et maintenu pratiquement constant le long du circuit et jusqu’à l’abonné.
Sa valeur est comprise entre 7.5 et 7.6.
La sursaturation β est constante, proche de 1
La possibilité de la précipitation du tartre après i t ti t d p tiq t llinterventions est devenue pratiquement nulle.
17-18 Novembre 2009 47
Questions posées
1. Y a-t-il un risque de déplacement du phénomène
Questions posées
1. Y a t il un risque de déplacement du phénomène d’entartrage chez les abonnés (compteur ou réseau interne) ?
2 Qu’elle est la réaction de l’eau dans une conduite déjà2. Qu elle est la réaction de l eau dans une conduite déjà partiellement entartrée? Y a-t-il aggravation du phénomène ?
17-18 Novembre 2009 48
RéponsesRéponses
ÀÀ la question n°1:
En stabilisant et en conservant la valeur du pHEn stabilisant et en conservant la valeur du pH entre la source et l’abonné, le circuit de Gaafour devient similaire à celui de la ligne de Krib (Foragedevient similaire à celui de la ligne de Krib (Forage doukhania 2 – Abonnés). L’historique montre que cette eau est équilibrée et
n’engendre aucune précipitation ni dans le e ge d e aucu e p éc p tat o da s ecompteur ni dans le réseau interne de l’abonné.
17-18 Novembre 2009 49
RéponsesRéponses
À l i °2À la question n°2:
Trois cas sont possibles: après interventions, l’eau peut être soit agressive entartrante ou équilibréepeut être soit agressive, entartrante ou équilibrée.
Des tests approfondis au laboratoire ont confirmé le caractère non entartrant de l’eau.
17-18 Novembre 2009 50
Deux échantillons: pH= 8.2 et pH= 7.6
s
A è i iAprès interventions
17-18 Novembre 2009 51
ConclusionsConclusions
L lité h i hi i d l’ d Sili t t ti ll t t t tLa qualité physico-chimique de l’eau de Siliana est potentiellement entartrante (TAC = 25°F).
L f r ti n d t rtr été nt é p r l dé z if niLa formation du tartre a été accentuée par les dégazages successifs au niveau des brise charges et des bâches des réservoirs.
L ti n ntr pri nt p rmi l n r ti n d l r d pH ntr lLes actions entreprises ont permis la conservation des valeurs du pH entre les sources et les abonnés en réduisant le dégazage du CO2.
L’ea ainsi éq ilibrée ne pe t ni disso dre le tartre e istant ni aggra er leL’eau ainsi équilibrée ne peut ni dissoudre le tartre existant, ni aggraver le phénomène d’entartrage dans les conduites déjà partiellement entartrées.
Chez l’abonné il n’y a pas de risque d’entartrage ni de son compteur ni de sonChez l’abonné, il n’y a pas de risque d’entartrage ni de son compteur, ni de son réseau interne.
17-18 Novembre 2009 52
L’avantage de ces mesures réside dans la facilité de la mise en œuvre, de l’exploitation, le non recours à l’utilisation desœuvre, de l exploitation, le non recours à l utilisation des produits chimiques et la conservation de la qualité d’eau.
La mise en œuvre de ces solutions ne nécessite pas de coûts supplémentaires.
La conservation du circuit même partiellement entartré
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MERCI POURMERCI POUR VOTREVOTRE
ATTENTIONATTENTION
الهتمامكمراــــــــشك مر ال
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