EN :

Water pollution is increasingly becoming an issue of global concern, especially in developing countries. Therefore, the development of affordable, reliable, low-maintenance, electricity-free technologies for reducing biological and chemical pollutants in drinking water to an acceptable level for human consumption is an interesting topic of research. The suitability of metallic iron (Fe⁰) as a universal filter material has been recently discussed. Iron/sand filters have a great potential for rural regions where source water may be subjected to various microbial and chemical contaminations. This is based on the fact that corroding iron has the ability to remove all soluble species by an unspecific mechanism. This article develops a mathematical model of iron(Fe⁰)/sand filter taking into account the loss of porosity during the filtration process. The porosity loss with time is calculated using the rate of formation of corrosion products. The time after which the porosity is reduced to zero indicating a zero flow rate is estimated. The mass transport advection-dispersion equation is derived to predict, through numerical simulation, the spatiotemporal distribution of pollutants and the flow rate in the filter as well as the water quality at the exit of the filter. The control parameters are the iron proportion, the volume of sand particles, the height of the filter and the sorption coefficient. It is found that the pollutant removal percentage and the service life of the filter depend on the relative proportions of sand and iron in the filter.

For instance, taking the guideline equal to be 25% of the influent concentration, simulation results demonstrated that by mixing sand and iron particles in proportion of 40 vol% Fe⁰, the filter can be used continuously for 83 months.

FR :

La pollution des eaux devient de plus en plus un problème d’intérêt mondial, particulièrement dans les pays en voie de développement. Par conséquent, le développement de technologies à faible coût et faciles à maintenir, pour réduire les polluants dans les sources d’eau à boire à un niveau acceptable pour la consommation, est un sujet de recherche intéressant. Cet article développe un modèle mathématique de filtre à base de particules de fer (Fe⁰) et de sable en tenant compte de la perte de porosité au cours du processus de traitement de l’eau. La réduction de la porosité au cours du temps est calculée en tenant compte de la vitesse de formation des produits de corrosion. Le temps après lequel la porosité est réduite à zéro, impliquant un débit d’eau nul à travers le filtre, est calculé. L’équation d’advection-dispersion est établie pour prédire, par simulation numérique, la répartition spatiotemporelle des polluants et le débit d’eau à travers le filtre ainsi que la qualité de l’eau à la sortie du filtre. Les paramètres de contrôle sont la proportion de fer, la taille des particules de fer, la hauteur de la colonne et le coefficient de sorption. Il est trouvé que le pourcentage de dépollution et la durée de vie du filtre dépendent des proportions relatives des particules de sable et du fer. Par exemple, prenant un seuil tolérable de 25 % de la concentration des polluants à l’entrée du filtre, les résultats des simulations montrent qu’en mélangeant le fer et le sable dans une proportion de 40 % en volume de fer, le filtre peut être utilisé en continu pendant une période de 83 mois.

FR :

Le Sud sétifien, situé au nord-est algérien, est le siège de plusieurs aquifères renfermant parfois de l’eau chaude dont la température varie entre 25 °C et 43 °C. Afin d’évaluer le potentiel en eau thermale de cet ensemble, nous avons utilisé une approche pluridisciplinaire axée sur la géologie, la géophysique, l’hydrodynamique et l’hydrochimie. Il ressort de cette approche que cet ensemble est caractérisé par la présence d’une série de horsts et de grabens. Les horsts sont formés par des calcaires et des dolomies, datés du Lias au Miocène, et les grabens ont permis l’instauration d’un système endoréique fermé occupé par des lacs salés. Ces massifs carbonatés affleurent au milieu d’une vaste plaine comblée par des formations alluvionnaires du Mio-Plio-Quaternaire. L’aperçu hydrogéologique montre que les formations du Crétacé peuvent offrir des possibilités aquifères non négligeables. L’outil hydrochimique montre que les eaux chaudes se caractérisent par la présence de trois faciès chimiques différents, le premier de type Cl-Na à l’Est, le second de type SO_4-Ca au centre et le troisième de type SO_4-Na à Ca à l’Ouest. Cette analyse a aussi permis d’attribuer au sodium, aux chlorures et aux sulfates une origine terrigène évaporitique, par le rapport molaire Sr²⁺/Ca²⁺. La salinité qui caractérise ces eaux thermales est principalement due à la circulation des eaux à grande profondeur dans les formations cristallophylliennes et les formations carbonatées qui sont en contact avec des formations terrigènes salifères. Le géothermomètre à silice montre que ces eaux thermales ont une température de 80 °C et que l’eau proviendrait d’une profondeur allant de 1 400 à 2 200 m à travers un système de failles qui affecte le socle. Il est montré que la baisse de la température de 40 °C est due en partie au mélange avec les eaux superficielles.

EN :

The south setifian mountains, situated in the north-east of Algeria, are the seat of aquifers with thermal waters where the temperature varies between 25°C in the east and 43°C at the centre. In order to evaluate the thermal water potential of this whole region, we have employed a multidisciplinary approach involving geology, geophysics, hydrogeology and hydrogeochemistry. The results from this approach indicate that the whole region is characterized by the presence of a series of horsts formed by thick carbonated and karstified layers dating from the Lias to the Miocene, and grabens have allowed for the establishment of a closed endorheic system occupied by chotts and sebkhas, filled with salt water. These massive carbonate outcroppings occur in the middle of the plain filled by Mio-Plio-Quaternary alluvial materials. This hydrogeological analysis indicates that these formations from the cretaceous era can offer considerable aquifer possibilities. The hydrochemical analysis showed that the waters of the region show three different chemical facies: the first, Cl-Na in the east; the second, SO_4-Ca in the centre; and the third, SO_4-Na to Ca, in the west. This hydrochemical analysis also allowed us to attribute the sodium, chloride and sulfate to an evaporative origin. The salinity that characterizes these thermal waters is mainly due to water circulation at great depths in the carbonate formations and to the alteration of the evaporate minerals during their ascent. The molar ratio Sr²⁺/Ca²⁺ confirmed this hypothesis. Different geo-thermometers, mainly that of silica, have shown that these thermal waters have a temperature of 80°C and come from a depth that varies between 1400 and 2200 m, through a fault system that affects the base. The decrease of the temperature to 40°C is likely due in part to mixing with surface water, as shown by the technique of Giggenbach.

FR :

L’examen d’un certain nombre de réseaux de drainage urbains permet souvent de faire le constat, que ceux-ci deviennent progressivement le siège d’écoulements en charge, voire de refoulements et de débordements. Les impacts sur l’équilibre du milieu aquatique sont préoccupants et peuvent avoir des conséquences graves sur la salubrité des ressources en eau potable et sur l’usage récréatif de ces milieux. Ces dysfonctionnements sont souvent dus à l’augmentation des débits de ruissellement engendrée par l’urbanisation et les changements climatiques et à la réduction de la capacité hydraulique causée par l’usure et le manque de maintenance du réseau.

Afin de pallier ces dysfonctionnements hydrauliques et environnementaux, nous avons mis en oeuvre un programme pour optimiser la réhabilitation d’un réseau de drainage urbain. Les interventions potentielles sont principalement axées sur les pratiques de gestion optimales (PGO) qui visent la réduction du débit et du volume de ruissellement. Ces interventions peuvent aussi inclure les méthodes classiques de réhabilitation, voire même le redimensionnement et la reconstruction des conduites problématiques pour améliorer la capacité hydraulique du réseau.

Le programme développé a été appliqué sur un réseau synthétique et sur un réseau réel selon plusieurs scénarios de rétention et sous différentes pluies de conception. L’application de la méthodologie au réseau synthétique a permis d’illustrer les avantages d’intégration des PGO dans la conception pour optimiser les coûts de construction et de gestion à court terme tout en évitant les problèmes hydrauliques et environnementaux à long terme.

L’étude de cas réels porte sur le réseau de l’arrondissement de Verdun, qui est l’objet de nombreux dysfonctionnements hydrauliques et environnementaux. Le programme proposé a permis de définir la meilleure combinaison entre volume de rétention, réhabilitation et redimensionnement de collecteurs qui conduit aux performances hydrauliques et environnementales visées avec un coût minimal.

EN :

Assessment of urban drainage networks often reveals that some systems gradually become subject to pressurized flow, or even backups and overflows. The impacts on the balance of the aquatic environment are troubling, and can have serious consequences on the safety of drinking water resources and the recreational use of these environments. These dysfunctions are often due on one hand to the increases in runoff flow caused by urbanization and climate change and, on the other hand, by the reduced hydraulic capacity caused by wear and lack of network maintenance. To overcome these environmental and hydraulic dysfunctions, we have implemented an optimization program for rehabilitation interventions. Potential rehabilitation interventions mainly focus on Best Management Practices (BMPs), but may also include conventional methods of rehabilitation and even the resizing and reconstruction of problematic pipes in order to improve the network hydraulic capacity. The optimization program has been applied both to a real and to a synthetic network, according to several retention and design storm scenarios. The application of this methodology to the synthetic network allowed the illustration of the benefits of integration of BMPs during design in order to optimize construction and management costs in the short term, while avoiding long-term hydraulic and environmental problems.

The case study focuses on the network in the borough of Verdun, which is subjected to many environmental and hydraulic dysfunctions. The proposed program has allowed a definition of the best balance between retention, rehabilitation and pipe resizing, leading to the targeted hydraulic and environmental performances at the least cost.

FR :

Au Burkina Faso, l’un des soucis majeurs demeure la gestion des eaux résiduaires dans les villes. Notre objectif a été d’étudier des procédés biologiques alternatifs destinés aux petites et moyennes collectivités et particulièrement adaptés aux conditions climatiques tropicales. Nous avons examiné les performances épuratoires de deux matériaux de filtration que sont le sable et un substrat de coco concassé (fibres de coco), sur des systèmes pilotes recevant des effluents issus d’un bassin anaérobie de lagunage. Les résultats montrent des performances croissantes de 93 % à 95 % sur la DCO (Demande Chimique en Oxygène) et un abattement moyen sur la DBO₅ (Demande Biochimique en Oxygène) atteignant 99 %, avec la colonisation progressive du massif de sable par la biomasse. Avec le substrat de coco les rendements moyens sur la DCO passent successivement de 15 % à 51 % lorsque les charges hydrauliques varient de 20 à 60 L•m^-2•j^-1, du fait de l’extraction de composés phénoliques du substrat. Cependant, il présente la même efficacité que le sable pour l’élimination de la pollution biodégradable.

Les rendements en azote Kjeldahl sont de 75 % et 84 % pour le substrat de coco et le sable respectivement, alors que le filtrat issu du substrat de coco n’a donné que 7 mg•L^-1 en moyenne de nitrates. Dans le même temps, les concentrations en nitrates atteignent 40 mg•L^-1 pour le massif de sable. Ce comportement du substrat de coco pourrait être attribué à la formation de complexes entre composés azotés et les tanins issus de ce matériau.

EN :

In Burkina Faso, one of the major problems is the management of waste water in the cities. Biological processes for the small and middle-size communities exist, for example the infiltration-percolation approach that is particularly adapted to tropical climatic conditions. The efficiency of two filtration media (sand and coconut fiber) was tested in pilot systems downstream from an anaerobic pond acting as a primary treatment. The results show increasing efficiencies of COD removal, from 93% to 95%, and BOD₅ removal efficiency reaches 99%, with the progressive colonization of the sand filter by the biomass. The filtration media composed of crushed coconut exhibited COD removal efficiencies of 15% and 51% for low (20 L•m^-2•d^-1) and high (60 L•m^-2•d^-1) hydraulic loads respectively, because of the progressive extraction of phenolic compounds from the coconut material during the first leachings. However, the coconut media gave almost the same efficiency as the sand with respect to the removal of biodegradable pollution.

Nitrogen removal was also investigated, and both media transformed Kjeldahl nitrogen efficiently (75% and 84%). However, the coconut media gave the lowest concentration of nitrate (7 mg•L^-1) because of tannins. The nitrate concentrations in the effluent of the sand filters reached 40 mg•L^-1. This behavior of coconut media can be attributed to complexes formed between nitrogenous compounds and tannins coming from this material.

FR :

Cet article présente une analyse du service d’eau non conventionnel (service n’ayant fait l’objet d’aucune convention (cahier de charge, contrat, norme ou règlement, etc.), et donc organisé de façon intuitive par les utilisateurs) d’un quartier à habitat spontané de la périphérie de Yaoundé (EBA’A). L’étude aura consisté à : identifier les caractéristiques de ce service, relever les contraintes auxquelles ses usagers sont soumis, identifier les principaux déterminants de satisfaction de la clientèle et définir les perspectives d’amélioration de ce service. Pour cela, une enquête ménage a été effectuée dans le quartier sur un échantillon représentatif de la population étudiée. Cette enquête fut complétée par des observations et mesures faites sur le terrain. L’analyse des données collectées révèle que les services d’eau locaux non conventionnels s’appuient sur des ouvrages de desserte autonomes qui sont considérablement éloignés des usagers. Ce type de service semble contraignant pour les ménages d’EBA’A, et ce, plus sur le plan des conditions d’approvisionnement que du coût du service. C’est pourquoi, en guise d’amélioration, les ménages souhaitent avoir un service d’eau potable proche et permanent, même si son coût demeure élevé. Cependant, il existe un seuil de 2,10 $•m^-3 pour ces populations. Dans ces conditions, un délai de paiement des factures d’au moins dix jours, avec des interruptions de service n’excédant pas trois jours, semble tolérable pour ces ménages. Ainsi, les services d’eau potable non conventionnels pourraient s’avérer être des alternatives d’accès à l’eau potable satisfaisantes dans les quartiers défavorisés, à condition qu’ils soient proches des usagers, permanents, et qu’ils aient un coût supportable par les ménages.

EN :

An analysis of the informal water service of a spontaneous dwelling district in the periphery of Yaounde (EBA'A) was carried out. The work was to identify the features of the service, the difficulties encountered by its users, the main factors used to measure satisfaction of the clientele, and to define the perspectives for improvement of this service. In order to achieve this, a survey was carried out in the district on a representative sample of the population, together with field observations. Analysis revealed that the local water services depend on independent sources that are considerably far from the consumers. This type of service seems to be inconvenient for the households of EBA'A, more because of supply than the cost of the service. That’s why, by way of improvement, the households would like a drinking water source that is nearby and permanent, even if the cost is high. However, there is a break-even point of $2.10•m^-3. In this case, a delay of payment of the invoices of at least ten days, with interruptions of service not exceeding three days, would be acceptable for these households. Non-conventional drinking water services would be acceptable alternatives to access potable water in spontaneous districts, if they were near, permanent and at acceptable cost.

EN :

The underground waters in the Mamundiyar basin, India, present real chemical quality problems. Their fluoride content always exceeds the recommended levels. The Inverse Distance Weighted (IDW) method has been used for spatial interpolation of various key chemical parameters. Artificial Neural Network (ANN) modeling was applied to understand the correlation and sensitivity of all chemical parameters with respect to fluorides. The correlation of all the considered parameters is found to be poor where the highest correlation observed was only 0.37. This result showed that four of the parameters, namely pH, chlorides, sulphates and calcium, were found to have greater capacity of influencing fluorides than the other eight parameters. Chlorides were found to be the parameter that was the most sensitive and most correlated to fluorides.

FR :

Les eaux souterraines du bassin de Mamundiyar (Inde) présentent des problèmes avérés de qualité chimique. Leur teneur en fluorures dépasse toujours les valeurs recommandées. La méthode de la Pondération Inverse à la Distance (PID) a été utilisée pour interpoler spatialement différents paramètres chimiques. Une modélisation par réseaux de neurones artificiels a été ensuite appliquée pour comprendre les corrélations et niveaux de sensibilité de tous les paramètres chimiques par rapport aux fluorures. Il y a un faible degré de corrélation entre les paramètres, le plus grand coefficient étant seulement de 0,37. Les quatre paramètres qui influencent le plus les fluorures sont le pH, les chlorures, les sulfates et le calcium. La teneur en chlorures est le paramètre le plus corrélé aux fluorures.