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1. Les technologies de traitement des
eaux usées et les normes
standards appliquées pour leur
réutilisation en agriculture dans
les pays Méditerranéens
D. Fatta1, K. Moustakas2, M. Loizidou2, M. Mountadar3
and O. Assobhei4
1- Department of Civil and Environmental Engineering, University of Cyprus, Cyprus
2 - School of Chemical Engineering, National Technical University of Athens, Greece
3 - Unité de Chimie Analytique et Génie de l’Environnement, Faculty of Sciences,
Chouaib Doukkali University, Morocco
4 - Laboratoire de Microbiologie Appliquée et Biotechnologie, Faculty of Sciences,
Chouaib Doukkali University, Morocco

2. Introduction
• Les pays méditerranéens connaissent un grave déséquilibre en
ressources hydriques, principalement, dans la région MENA et
particulièrement durant les mois d’été.
• Ce déséquilibre entre la demande et l'approvisionnement en eau
est dû principalement à :
* la distribution inégale des précipitations,
* des températures élevées,
* des demandes accrues en eau d'irrigation
* des impacts du tourisme.
• Ce déséquilibre en eau doit être compensé par la récupération et
la réutilisation des eaux usées.

3. Qualité des eaux usées et Problème
de gestion des STEP
• Souvent la qualité des eaux traitées à la sortie des systèmes de traitement
est anormale. Ceci est du au fait que:
* les procédures habituelles d'opération ne sont assurées,
* absence de personnel qualifié
* absence de control et de suivi de la totalité du procédé.
• Par conséquent il y a un grand besoin d’information à fournir à tous ces
pays afin de réaliser le traitement et la réutilisation durable
• C'est l'objectif du projet de MEDAWARE financé par l’Association Euro
Méditerranéene pour le Développement Local

4. Les eaux usées et leur impact
Les principaux constituants de l'eau usée sont : les matières
solides, les produits organiques solubles et les microbes
pathogènes portés par les eaux, provenant des utilisations
domestiques et industrielle.
• Les produits organiques solubles (dé-oxygénation des eaux)
• Les concentrations élevées des nutriments N et P
(eutrophisation des cours d’eau)
• Les concentrations élevées en métaux lourds (toxicité).
• D'autres substances toxiques ( médicaments, pesticides,
herbicides, dissolvants excessifs, peintures et autres produits
chimiques ménagers)
• Ces substances peuvent corroder des conduits d'égout et
affecter sérieusement les installations de traitement. Elles
limitent également le potentiel de réutilisation de l'eau.

5. La Réutilisation et Désinfection
• La contrainte la plus importante pour la réutilisation des
eaux usées était le plus souvent le respect de la santé
publique.
Or l'eau usée véhicule des organismes pathogènes et, en
général, des méthodes de traitement modernes (par
exemple, boues activées) ne sont pas conçues pour les
éliminer.
• Les organismes qui peuvent survivre après le traitement des
eaux résiduaires (sans désinfection) incluent les bactéries,
les protozoaires, les helminthes et les virus. La plupart de
ces microbes affectent l’humain par ingestion de l'eau et les
aliments contaminés .
• La désinfection d'une eau usée élimine les microbes, mais
elle est relativement coûteuse et n’est pas toujours à la
portée des pays en voie de développement.

6. Eaux usées et risque sanitaire microbien
Les principaux facteurs qui déterminent le degré du risque
sanitaire microbien sont (Khouri, 1994) :
• la capacité des microbes pathogènes de survivre ou se
multiplier dans l'environnement,
• la dose requise pour l'infection,
• le besoin de la présence ou de l'absence d’intermédiaires
• la susceptibilité de la personne au danger (l'exposition
constante a pu créer l’immunité).
Ces facteurs sont résumés dans le tableau 1.

7. Tableau 1 : Caractéristiques épidémiologiques des microbes
pathogènes entériques en termes de leur efficacité en causant des
infections par l'irrigation d'eau usée(Gerba et al., 1975).
Microbe
pathogène
Persistance
dans l‘
environnement
Dose
Minimale
Infectante
Immunité Voie d'infection Étape de
Latence/sol
Virus moyen faible longue
principalement par
contact, nourriture et
eau à la maison
non
Bactéries
Court
à
moyen
moyenne
à
grande
court
à
moyen
principalement par
contact, nourriture et
eau à la maison
non
Protozoaire
court faible à
moyen
aucun
à
peu
principalement par
contact, nourriture et
eau à la maison
non
Helminthes longue faible
aucun
à peu
principalement le
contact avec le sol et la
nourriture à
l’extérieure de la
maison
oui

8. Tableau 2 : Microbes pathogènes détectés dans
les eaux usées non traitées
(Toze, 1997)
VIRUS
Type de virus Principales maladies Concentration en eaux usées Dose infectieuse
Entérovirus --- Moyenne à grande Faible
Virus polio Poliomyélite. Moyenne à grande Faible
Entérovirus Gastro-entérite Moyenne à grande Faible
Échovirus Anomalies cardiaques, méningite Moyenne à grande Faible
Coxsackievirus ------ Moyenne à grande
Virus hépatite A Hépatite Moyenne à grande Faible
Adénovirus Maladies respiratoires, conjonctivite Moyenne à grande Faible
Rétrovirus Pas bien établi Moyenne à grande Faible
Calicivirus -----------
Agent de Norwalk Gastroentérite Moyenne à grande Faible
SSRV Diarrhée, vomissant, fièvre Moyenne à grande Faible
Rotavirus Gastroentérite Moyenne à grande Faible
Astrovirus Gastroentérite Moyenne à grand Faible

9. Tableau 2 : Microbes pathogènes microbiens
détectés en eaux usées non traitées,
(Toze, 1997)
BACTERIE
Type bactérien Principales
maladies
Concentration en
eaux usées
Dose
infectieuse
Vibrio Cholerae Choléra Moyenne à grande Grande
Salmonella typhi Typhoïde,
Salmonellose
Moyenne à grande Grande
E. coli Entéropathogéne Gastro-entérite Moyenne à grande Grande
Campylobacter jejunei Gastro-entérite Moyenne à grande Grande
Shigella dysinterae Dysenterie Moyenne à grande Grande
Yersinia enterocolitica Yersiniose Moyenne à grande Grande

10. Tableau 2 : Microbes pathogènes microbiens
détectés en eaux usagées non traitées,
(Toze, 1997)
PROTOZOAIRE
Type de parasite Principales
maladies
Concentration en
eaux usées
Dose
infectieuse
Giardia intestinalis Ambiase Faible à moyenne Faible
Parvum
cryptosporidium
Diarrhée, fièvre Faible à moyenne Faible
Entamoeba histolytica Dysenterie
amibienne
Faible à moyenne Faible

11. Tableau 2 : Microbes pathogènes microbiens détectés
en eaux usagées non traitées, (Toze, 1997)
HELMINTHES
Type de parasite Principales
maladies
Concentration en
eaux usées
Dose
infectieuse
Ascaris lumbricoides (Round
WORM)
Ascaridiose Faible Faible
Ancylostoma spp (Hook WORM) Faible Faible
Trichuris trichiura (Wrip WORM) Trichuriase Faible Faible
Strongiloides stercoralis Strongle Faible Faible

12. Traitement des eaux usées et normes réutilisation
• Le traitement des eaux usées à pour but de rendre
l’effluent sans risque pour :
* la santé publique,
* la qualité des cours d'eau
* l’environnemental.
• La qualité de l'eau demandée change selon l’utilisation,
par conséquent il faut mettre en oeuvre des processus
d'unitaitres et/ou leurs combinaisons pour atteindre la
qualité exigée.
• Le tableau 3 donne une courte description des processus
qui peuvent être utilisés pour obtenir la qualité de l'eau
demandée.

13. Table 3. : Processus et opérations utilisés pour le
traitement d‘une eau usée.
Séparation Solide/Liquide
Processus Description Application
Sedimentation
Sédimentation par la
pesanteur, de matière
particulaire et de précipités
de suspension obtenu par
floculation chimique
Élimination d’une grande partie
des particules de 30 micron
environ et plus. Typiquement
utilisé en tant que traitement
primaire et en aval des processus
biologiques secondaires
Filtration
Élimination des particules
par infiltration de l'eau sur
le sable ou tout autre milieu
poreux
Élimination d’une grande partie
des particules de 30 micron
environ. Typiquement utilisée en
aval de la sédimentation
(traitement conventionnel), ou
après coagulation/floculation

14. Table 3. Processus et opérations utilisés pour le traitement
de l'eau usée.
TRAITEMENT BIOLOGIQUE
Processus Description Application
Traitement
biologique
aérobie
Catabolisme des polluants organiques par
des micro-organismes dans un bassin
d'aération ou un processus de biofilm (filtre
d'écoulement).
Réduction de teneur
nutritive de l'eau
usée
Étang
d'oxydation
Étangs avec 2 à 3 pieds de profondeur pour
la pénétration de la lumière du soleil.
Réduction : MES,
DBO, bactéries,
NH3
Élimination
biologique
des
nutriments
Combinaison des processus aérobies,
anoxiques et anaérobies pour optimiser la
conversion de l'azote organique et
d'ammoniaque (en N2) et du phosphore
Réduction de teneur
nutritive d'eau usée

15. Table 3. Processus et opérations utilisés pour le
traitement de l'eau usée.
TRAITEMENT AVANCE
Processus Description Application
Charbon actif Processus par lequel des
contaminants sont physiquement
absorbés sur la surface du charbon
actif
Élimination des composés
organiques hydrophobes.
Air Stripping Transfert de l'ammoniaque et
d'autres composants volatils à partir
de l'eau vers l'air.
Élimination de l'azote
d'ammoniaque et de quelques
produits organiques volatils d'eau
usée
Échange
ionique
Échange des ions entre une résine
échangeuse et une eau qui traverse
un réacteur
Efficace pour l’élimination des
cations tels que le calcium, le
magnésium, le fer, l'ammonium et
les anions tel que nitrate.
Coagulation
chimique et
précipitation
Utilisation des sels d'aluminium ou de fer,
des poly électrolytes, et/ou de l'ozone pour
favoriser la déstabilisation des particules
colloïdales de l'eau usée et la précipitation
du phosphore.
Formation des précipités
phosphoreux et de la floculation
des particules pour l’élimination
par sédimentation et filtration

16. Table 3: Processus et opérations utilisés dans la
récupération d'eau usagée .
TRAITEMENT AVANCE
Processus Description Application
Traitement avec
la chaux
Précipitation des cations
métalliques
Réduire le potentiel de l'eau,
précipiter le phosphore et
modifier le pH
Filtration sur
membrane
Microfiltration, nano filtration
et ultrafiltration
Éliminer les particules et les
micro-organismes de l'eau.
Osmose inverse
Procédé membranaire
permettant de séparer des ions
à partir d’une solution ( basée
sur des différences de pression
osmotique.)
Élimination des sels et des
minerais dissous de solution ;
aussi efficace de l’élimination
de microbe pathogène
Désinfection
L'inactivation des organismes
pathogènes en utilisant les
produits chimiques
d'oxydation, la lumière UV, les
produits chimiques caustiques,
la chaleur ou les procédés
physiques de séparation
Protection de santé publique
par l’élimination des micro-
organismes pathogènes

17. Règlementation et réutilisation
• Il n'y a pas un règlement commun de réutilisation des eaux
usées dans le monde est ceci est dû :
*à diversité de climat, géologie et géographie,
*au type de sols et de cultures,
*aux aspects économiques et sociaux,
• Quelques pays et organismes ont déjà établi des normes de
réutilisation telles la Californie, OMS, la FAO, France, Italie
(EPA, 2004).
• La plupart des pays en voie de développement ont adopté
leurs propres normes à celles fixées par l'un des organismes
précités (FAO, OMS, Californie, etc..)

18. Normes de réutilisation
• Des données sur les normes de réutilisation employées par divers pays
européens et méditerranéens peuvent être trouvées dans un rapport compilé
dans le cadre du projet de MEDAWARE (Fatta et al., 2005).
• Ci-après les normes qui sont appliquées en Chypre et au Maroc.
Normes de réutilisation en Chypre
• L'eau usée domestique est actuellement employées à Chypre pour l'arrosage
des champs du football, parcs, jardins d'hôtel, forêts aussi bien que
l'irrigation des récoltes permanentes ( citron, olives, vignes, fourrage et
paysage).
• Le tableau 4 montre les directives en fonction de la qualité de l'eau usée
utilisée pour l'irrigation à Chypre (Anayiotou, 2005).

19. Table 4. Directives pour la qualité de l'eau usée
utilisée pour l'irrigation en Chypre
(Limite1: ces valeurs ne doivent pas être excédées dans 80% d'échantillons par mois)
DBO
(mg l-1)
MES
(mg l-1)
Coliformes
fécaux (nbre.
par 100 ml)
ver - Intestinal
SURFACE
d'irrigation
limite
1 de
80%
limite
Max
limite
1 de
80%
limite
Max
limite 1
de 80%
limite
Max
Nbre
par
litre
Traitement requis
Domaines a
accès
illimité
10 15 10 15 50 100 Zero
Secondaire,
tertiaire et
désinfection
Récoltes
pour la
consomma-
tion
humaine ;
domaines à
accès limité
20 30 30 45 200 1.000 Zero
Secondaire,
stockage > 1
semaine et
désinfection, ou
tertiaire et
désinfection

20. Table 4. Directives pour la qualité de l'eau usée utilisée
pour l'irrigation en Chypre
(Limite1: ces valeurs ne doivent pas être excédées dans 80% d'échantillons par mois) (na: non
applicable)
DBO
(mg l-1)
MES
(mg l-1)
Coliformes
fécaux (nbre.
par 100 ml)
ver - Intestinal
SURFACE
d'irrigation
limite
1 de
80%
limite
Max
limite
1 de
80%
limite
Max
limite 1
de
80%
limite
Max
Nbre
par
litre
Traitement requis
na na na na 200 1.000 Zér
o
Stabilisation par des
étangs de maturation
avec un temps total de
retention > 30 jours ou
secondaires et un
stockage > 30 jours
Fourrages
verts
20 30 30 45 1.000 5.000 Zéro
Secondaire et stockage 1
semaine ou tertiaire et
désinfection

21. Table 5. Limites de concentration pour des métaux en
eau usée traitée pour l'irrigation continue
Métal Concentration
(mg/l)
Métal Concentration
(mg/l)
Aluminium (Al)
Arsenic (As)
Beryllium (Be)
Boron (B)
Cadmium (Cd)
Chromium III (Cr)
Cobalt (Co)
Copper (Cu)
Iron (Fe)
5.0
0.1
0.1
0.75
0.01
0.1
0.05
0.2
5.0
Lead (Pb)
Lithium (Li)
Manganese (Mn)
Molybdenum (Mo)
Nickel (Ni)
Selenium (Se)
Vanadium (V)
Zinc (Zn)
5.0
2.5
0.2
0.01
0.2
0.02
2.0
0.005

22. Directives et instructions (suite)
Les directives sont poursuivies à l’aide d'un recueil d'instructions prévu
pour assurer la protection de la santé publique et l'environnement. Le
recueil d'instructions inclut entre autre ce qui suit :
* L'usine de traitement et de désinfection des eaux usées doit être
maintenue sans interruption avec un fonctionnement satisfaisant et
efficace tant que l'effluent traité est prévu pour l'irrigation.
* Tous les sorties, robinets et valves dans le système d'irrigation doivent
être fixés pour empêcher leur utilisation par les personnes non autorisées.
* Toutes les sorties doivent être colorées et clairement marquées pour
avertir le public
* Aucun raccordement avec les canalisations transportant l'eau potable
n’est permis

23. Les méthodes d'irrigation permises et les conditions de
l'application diffèrent entre les différentes plantations
comme suit :
* Pour les fourrages verts, on recommande d'arrêter
l'irrigation au moins une semaine avant la moisson.
* Pour les pelouses et les jardins l'arrosage devrait de
préférence être pratiqué pendant la nuit et quand les gens
ne sont pas autour des secteurs d'agrément
* aucun animal producteur de lait n’est admis sur des
pâturages irrigués avec les eaux usées.
* Pour les arbres avec des fruits mangés après épluchage :
Irrigation par goutte à goutte (irrigation devrait arrêter une
semaine avant la récolte).

24. Les normes de réutilisation au Maroc
• L’eau réutilisée est principalement de l’eau usée brute
parfois mélangée à l'eau douce. Les récoltes irriguées sont
principalement les arbres fruitiers, le fourrage vert et les
céréales.
• Le Maroc n'a pas encore un règlement spécifique de
réutilisation d'eau usée. La référence est habituellement les
recommandations de l'OMS.
• L’absence de traitement des eaux usées avant leur
réutilisation dans les villes intérieures a comme
conséquence des impacts défavorables de santé.

25. Conclusion
• Dans certains pays, l’exploitation des ressources d'eau
douce naturelles renouvelables ont atteint ou excédé
100%, ce qui impose l'exploitation des réserves d'eau non
renouvelables.
• Cette réalité démontre que l'approvisionnement en eau
sera sévèrement touché pendant les 20 années à venir et
l’utilisation des ressources non conventionnelles
(réutilisation d'eau usée) sera ainsi un facteur primordial.
• Le traitement des eaux usées domestiques en réacteurs
anaérobies, après traitement dans les systèmes normaux et
la réutilisation agricole se sont avérés dans la pratique
relativement simples et bon marché et permettent la
récupération des ressources (l'eau, énergie et nutriments
pour l'irrigation).

26. Conclusion(suite)
• L'eau usée peut être réutilisée pour l'irrigation des cultures et
de paysage, la recharge des nappes souterraines.
• Les conditions de qualité et de traitement pour l'eau usée
réutilisée deviennent plus rigoureuses pour éviter le contact
direct et l’ingestion par l’homme.
• Les impuretés qui doivent être enlevées dépendent de
l'utilisation finale de l'eau traitée. Par exemple, l’élimination
des phosphates ou des nitrates n'est pas nécessaire si
l'utilisation prévue est l’irrigation de paysage.

27. MERCI