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Influence du réservoir McTavish sur la qualité de l'eau potable dans le réseau de distribution de la ville de Montréal

Julie Chevalier

Masters thesis (2001)

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Cite this document: Chevalier, J. (2001). Influence du réservoir McTavish sur la qualité de l'eau potable dans le réseau de distribution de la ville de Montréal (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/8871/
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Abstract

RÉSUMÉ Le contrôle de la qualité bactériologique de l'eau potable est essentiel pour s'assurer que la consommation d'eau ne risque pas d'affecter la santé des consommateurs. Cette préoccupation est devenue encore plus vive au Canada depuis les évènements survenus à Walkerton (Ontario) en mai 2000. Il est donc important de déterminer les causes des épisodes positifs en coliformes totaux survenant à l'intérieur d'un réseau de distribution même si les concentrations se situent bien en dessous du seuil réglementaire actuel de 10 UFC/l00mL. Or, depuis quelques années, on détecte régulièrement des coliformes totaux à la sortie du réservoir McTavish et ce occasionnellement à des concentrations supérieures aux concentrations maximales acceptables. Ces épisodes surviennent surtout l'été (juin à septembre) lorsque la température de l'eau est supérieure à 20°C. Il s'avérait donc important de connaître et de comprendre les causes liées à la présence de ces organismes la sortie du réservoir. Le but principal du projet est donc d'identifier l'origine de ces coliformes totaux à la sortie du réservoir McTavish et d'évaluer leur impact sur la qualité de l'eau distribuée. Ce projet a été divisé en trois parties soit (a) une caractérisation hydraulique du réservoir, (b) une caractérisation physico-chimique et bactériologique de la qualité de l'eau à différents points du réservoir et (c) l'identification de l'origine des coliformes et une caractérisation de l'inactivation de ces micro-organismes a) La caractérisation hydraulique avait pour but principalement d'identifier les conduites d'entrée et de sortie du réservoir, de connaitre l'apport en débit de chacune des entrées et le temps de séjour moyen de l'eau à l'intérieur du réservoir. Pour cette étude, on a installé un débitmètre aux 5 entrées du réservoir. L'analyse des débits montre que la conduite 60" est l'entrée principale du réservoir avec un débit moyen de 5,5 m3/s. Ce débit représente environ 69% du débit total entrant dans le réservoir. Un bilan de masse réalisé sur l'ensemble du réservoir indique que le temps de séjour moyen de l'eau y est de 4 heures 27 minutes. b) La caractérisation physico-chimique et bactériologique avait pour but de connaître la qualité de l'eau au réservoir et aussi de localiser la source de contamination en coliformes totaux. La connaissance de la qualité de l'eau est réalisée par une mesure régulière de certains paramètres physico-chimiques (chlore résiduel, pH, température, turbidité) et bactériologiques (BHA, coliformes totaux) aux entrées et sorties du réservoir. Les principaux résultats montrent que les paramètres physico-chimiques ne varient pas beaucoup entre l'entrée et la sortie du réservoir et que la concentration en BHA est relativement faible à la sortie (< 2 UFC/ml). c) La recherche de la source de contamination en coliformes totaux nous a amené, tout d'abord, à réaliser des analyses aux entrées et à l'intérieur du réservoir dans lequel la station de pompage puise son eau. Les résultats nous ont permis de valider l'absence de coliformes totaux détectables en provenance du réservoir. A partir de là, les campagnes d'échantillonnage ont montré que la présence de coliformes à la sortie de la station de pompage était intimement liée au fonctionnement de la pompe. En effet, l'analyse de I'eau à des points situés sur la conduite en amont et en aval des pompes ainsi que sur la volute de la pompe montre des concentrations en coliformes nettement plus élevées à la volute comparativement à l'amont ce qui indique que l'origine des coliformes se situe au niveau de la pompe ou juste en amont. Par ailleurs, des essais réalisés durant des séquences de mise en marche ou d'arrêt momentanées des pompes indiquent la disparition complète de ces organismes lors de l'arrêt de la pompe et une augmentation nette des concentrations en coliformes immédiatement après le redémarrage de la pompe. L'absence de ces organismes à l'aval de la pompe indique une inactivation rapide des coliformes lorsqu'ils entrent en contact avec le chlore libre résiduel dans l'eau. Des essais réalisés sur le site afin d'évaluer la cinétique d'inactivation de ces organismes indiquent un temps d'inactivation de 10 secondes pour un taux de chlore libre moyen mesuré de 0,68 mg/L. Deux grandes hypothèses ont été émises pour expliquer plus finement l'origine des coliformes détectés aux pompes. D'une part, la source de coliformes serait localisée sur une surface colonisée à l'intérieur ou à proximité de la pompe (tubercules de corrosion, cavité, biofilm) et l'action de la pompe engendrerait des forces de cisaillement sur ce milieu et provoquerait un décrochement continu de coliformes en fonction du taux de croissance de ces bactéries. D'autre part, le dénombrement de coliformes à la volute de la pompe serait le résultat d'un fractionnement et d'une dispersion de particules lors du passage de l'eau dans la turbine de la pompe. Plusieurs essais ont donc été réalisés afin de valider ces hypothèses. Un essai de filtration sur le site et des essais avec une pompe à circuit fermé en laboratoire nous ont permis de tester l'hypothèse reliée à la dispersion des particules. L'ouverture de l'une des pompes nous a également permis de vérifier l'hypothèse de la présence de zones colonisées à l'intérieur même de la pompe. Or, aucun de ces essais n'a été concluant. L'investigation de la présence possible d'un biofilm, dans les canalisations à l'amont de la pompe, n'a pas été effectuée car la vérification in situ était difficilement réalisable. On ne peut donc conclure clairement, après cette étude, sur l'origine exacte des coliformes totaux à la sortie (aux pompes) du réservoir McTavish. Pour terminer, ce projet nous a principalement permis de réaliser et de prendre conscience que les pompes distributrices pourraient être la source d'une "pseudo" contamination à l'intérieur d'un réseau de distribution. Il est donc important de continuer les investigations pour identifier plus finement l'origine exacte des coliformes afin d'optimiser ultérieurement la qualité de l'eau de consommation. Il apparaît important de déterminer, dans un premier temps, si la détection régulière de coliformes totaux aux pompes est seulement attribuable aux conditions retrouvées au réservoir McTavish ou se manifeste également de façon générale sur les autres pompes distributrices d'un réseau de distribution. À partir de tels résultats, il serait alors plus facile d'orienter les futures recherches sur l'origine ou l'élément déclencheur de cette présence en coliformes totaux non fécaux au réservoir McTavish. En annexe ce travail est aussi présenté le rapport de stage réalisé dans le cadre de la maîtrise à l'Université de Nancy 1 (France) dont le sujet traite de "l'influence d'un traitement phosphate sur l'adhésion des bactéries aux produits de corrosion". CONTENU Évolution de la qualité de l'eau potable dans un réseau de distribution -- Origine des bactéries en réseau de distribution -- Facteurs favorisants la recroissance des bactéries en réseau de distribution -- Les coliformes -- Impact des réservoirs sur la qualité de l'eau potable -- Origine et nature des bactéries dans un réservoir d'eau potable -- Facteurs favorisant la recroissance des bactéries dans un réservoir d'eau potable -- Caractérisation hydraulique du réservoir Mctavish -- Les débitmètres -- Débit aux entrées -- Bilan de masse du réservoir -- Bilan de masse du canal d'alimentation et d'aspiration -- Sens d'écoulement de l'eau dans le réservoir -- Impact du réservoir sur la qualité de l'eau et localisation de l'origine des coliformes -- Approches expérimentales -- Échantillonnage du canal d'alimentation et d'aspiration -- Arrêt et redémarrage d'une pompe -- Test de dispersion des particules en laboratoire à l'aide d'une pompe en circuit fermé -- Essai de filtration -- Essai de la cinétique d'inactivation des coliformes -- Matériel d'échantillonnage et méthodes de prélèvements -- Méthodes analytiques -- Compteurs de particules -- Turbidimètre -- Impact du réservoir sur la qualité de l'eau et localisation de l'origine des coliformes -- Localisation de l'origine des coliformes totaux et des colonies atypiques -- Hypothèses sur l'origine des coliformes totaux et des colonies atypiques -- Inactivation des coliformes totaux et des colonies atypiques par l'oxydant.

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Additional Information: Le fichier PDF de ce document a été produit par Bibliothèque et Archives Canada selon les termes du programme Thèses Canada https://canada.on.worldcat.org/oclc/1017554201
Department: Département des génies civil, géologique et des mines
Date Deposited: 04 Aug 2021 11:05
Last Modified: 01 Sep 2021 14:34
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/8871/

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