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

17-18 Novembre 2009 53

MERCI POURMERCI POUR VOTREVOTRE

ATTENTIONATTENTION

الهتمامكمراــــــــشك مر ال

17-18 Novembre 2009 54