26 mars 2010

La phyto épuration

 

L’épuration consiste à traiter les eaux usées et les eaux pluviales. Il y a un mode d’épuration qui est la phyto-épuration qui consiste à traiter l’eau par les plantes.

 

·        Quelle est son étymologie ?

 

     En grec, « phyto » signifie « plante ». Le mot phyto-épuration veut donc dire épuration avec l’aide de plantes.

 

·        Quelle est sa définition ?

 

     C’est un système qui utilise le pouvoir épurateur des plantes aquatiques. Les bactéries transforment les matières organiques en matières minérales.

 

 

·        Ce phénomène est-il naturel ?

 

     C’est un phénomène naturel car il utilise le pouvoir des plantes, mais il est exploité par l’homme.

 

·        Comment fonctionne la phyto-épuration ?

 

     C’est un système d’assainissement autonome dont le pouvoir épurateur provient des bactéries qui se développent dans les bassins garnis  de roches volcaniques et de plantes aquatiques.

     Les bactéries décomposent les matières organiques polluantes en matières minérales assimilables par les plantes. En contrepartie les plantes fournissent de l’oxygène aux bactéries par la racine. Cela fonctionne naturellement grâce à l’énergie solaire.



 

·        Quels sont les différents types de plantes utilisés ?

 

     Le roseau, la massette, l’iris, la jacinthe d’eau, le scirpe, le nénuphar, le saule blanc, et la myriophylle sont des plantes pour la phyto-épuration.


 

 

·        Pourquoi ces plantes sont-elles utilisées ?

 

     Ces plantes sont utilisées car il faut des plantes originaires des zones humides naturelles : des plantes vasculaires (plantes supérieures à tige et feuilles), non vasculaires (algues : végétaux sans tiges et sans racines) et des végétations émergentes (végétations qui apparaissent au-dessus de l’eau).

 


 

 

Les écluses

A QUOI SERVENT LES ÉCLUSES ?

Une écluse fait baisser ou monter le niveau de l’eau pour laisser passer les bateaux parce que les fleuves ne sont pas horizontaux.

 

Le fonctionnement d’une écluse :

 

Le fonctionnement d’une écluse dans un canal consiste à ce qu'à chaque fois qu’une embarcation approche d’une écluse, un feu rouge s’allume afin de l’informer que la porte amont est fermée ou partiellement ouverte mais aussi pour l’alerter de se tenir éloignée afin d’éviter les perturbations provoquées par les remous.
Le bateau rentre ensuite dans le sas grâce à l’ouverture des portes qui se fait à l’aide de vérins hydrauliques. Pour faire monter le niveau de l’eau il faut activer la vanne pour que l’eau se mette au même niveau au cours d’eau en amont ensuite la porte en amont s’ouvre. Le premier feu devient vert. Ensuite le bateau passe sous la première porte et on éteint le premier feu. Ensuite on ferme la première porte,  On ferme la première vanne, et on active la seconde vanne, ce qui fait baisser le niveau de l'eau dans le sas.  Puis la porte en aval s’ouvre, le deuxième feu devient vert, ensuite le bateau traverse, après on éteint le deuxième feu, on ferme la deuxième porte, et on ferme la deuxième vanne.

 

L’intensité du trafic sur la Seine :

Il y a plus de 400 bateaux par jour qui naviguent sur la Seine.
En tout il y a 10 écluses sur la Seine.

Le métier de marinier :

Le marinier conduit des bateaux comme des péniches, des pousseurs, ou des barges.

Auparavant, il vivait dans son bateau dans des conditions misérables, mais maintenant il vit mieux qu’avant. Il manœuvre aussi très bien les bateaux sur des voies navigables intérieures (lacs, canaux, et rivières).

Les Energies Renouvelables

Les Energies Renouvelables.

 

«Une énergie  renouvelable » est une énergie exploitable par l'homme, de telle manière que ses réserves ne s'épuisent pas. En d'autres termes, sa vitesse de formation doit être plus grande que sa vitesse d'utilisation.

 

Il y a différentes énergies  renouvelables dont  l’énergie des centrales géothermiques, l’énergie des  éoliennes, l’énergie  des panneaux solaires, l’énergie des centrales hydrauliques.

 

Le fonctionnement de l’éolienne 

Le vent fait tourner les pales de l’éolienne qui à son tour fait tourner l’alternateur qui produit de l’électricité.

 

 

 Le fonctionnement de la centrale géothermique 

 L’eau de pluie s’infiltre dans la croûte terrestre.

Cette eau de pluie se réchauffe grâce à la chaleur de la terre et crée un réservoir. La centrale géothermique récupère l’eau chaude grâce à une pompe. Pendant le voyage, l’eau chaude se transforme en vapeur qui fait tourner une turbine reliée a un alternateur qui produit de l’électricité.

 

Le fonctionnement de la centrale hydraulique

 On construit un barrage puis on ouvre les vannes du barrage. Alors l’eau s’écoule jusqu'à la turbine reliée à un alternateur qui produit de l’électricité.

 

 Le fonctionnement du panneau solaire 

L’énergie que captent les plaques photovoltaïques se transforment directement en électricité grâce au convertisseur d’énergie.             

 

 Quel est l'intérêt des énergies renouvelables ?

Les intérêts écologiques des énergies renouvelables sont qu’elles ne polluent pas puisqu’elles n’ont pas besoin de matériaux comme le pétrole, l’uranium, le charbon… Elles ont uniquement besoin d’énergie naturelle (soleil, eau, vent...). L’eau, le soleil et le vent ne s’épuisent pas, contrairement au pétrole ou l’uranium qui sont des énergies non renouvelables. Le  pétrole et le charbon sont des énergies fossiles c’est pour cela qu’elles polluent car les énergies fossiles rejettent des gaz à effet de serre. Les énergies renouvelables sont donc meilleures pour la planète.

L’intérêt économique  des énergies renouvelables est qu'elles ne s’épuisent pas, comme le pétrole. Il faut uniquement payer les équipements car nous n’avons pas besoin de payer le vent, l’eau et la vapeur d’eau car nous les avons déjà en France donc nous n’avons pas besoin d’importer, de payer le transport. Au bout d’un certains temps l’argent que nous avons payé pour les équipements solaires, éolien, ... est remboursé par les économies faites sur les énergies fossiles.

Et si l’on vend une partie de l’électricité que l’on a récoltée par ces panneaux à EDF nous bénéficions d’une somme d’argent.

 

Les pollutions de l'eau

La pollution se manifeste sous divers aspects : la pollution chimique (par l’homme) et la pollution par le milieu naturel où il se trouve.

 

La pollution chimique par l’homme est due à :

  • l'insuffisance de certaines stations d'épuration

  • l'absence de réseaux d'assainissement dans certaines zones

  • le lessivage des sols, mais aussi des chaussées et des toits par les pluies

  • le rejet d'effluents par les industries.

  • Le rejet par les exploitations agricoles de divers produits toxiques présents dans les engrais et polluent les nappes phréatiques.

Il existe plusieurs sortes de polluants de l’eau :

  • La première concerne les agents provoquant les maladies (comme les bactéries, les virus….)  qui se développent dans les égouts et les eaux usées non traitées.

  • La deuxième concerne les déchets qui ont besoin d’oxygène et qui peuvent être décomposés par des bactéries ayant besoin d’oxygène. Si ces bactéries sont nombreuses à être en action, le niveau d’oxygène de l’eau peut baisser, ce qui entraîne la mort de certaines espèces.

  • La troisième concerne les polluants tels que les acides, les sels et les métaux toxiques. On les appelle les polluants inorganiques hydrosolubles. S’ils sont présents en trop grande quantité dans l’eau, cela peut entraîner la mort de certaines espèces.

  • Il existe aussi une classe de polluants qui entraînent une croissance excessive des algues et des plantes aquatiques, ce qui diminue la quantité d’oxygène dans l’eau.

Eutrophisation :  c’est une forme singulière mais naturelle de pollution de certains écosystèmes aquatiques qui se produit lorsque le milieu reçoit trop de matières nutritives assimilables par les algues et que celles-ci prolifèrent.

 

L'eau peut également être polluée par un certain nombre de composés organiques tels que le pétrole, les plastiques et les pesticides, ils sont nocifs pour l'homme ainsi que pour toutes les plantes et tous les animaux vivant dans l'eau.

Que faire pour limiter la pollution de l’eau ?

 

Il suffit de quelques changements minimes dans nos habitudes quotidiennes pour lutter à la fois contre le gaspillage et contre la pollution qui menacent l'eau :

 

  • Pour limiter le gaspillage, nous pouvons par exemple éviter de laisser couler inutilement les robinets. Nous pouvons aussi faire réparer rapidement les fuites d'eau : une chasse d'eau mal réglée peut représenter un gaspillage de 100 m3 par an.

  • Pour lutter contre la pollution nous devons :

    • éviter de jeter n'importe quel produit dans l'évier ou les toilettes

    • choisir les produits de lavage les moins polluants et réduire la quantité utilisée

    • éviter de jeter des détritus dans les rivières

    • faire vérifier que les eaux usées de la maison passent soit par une installation d'assainissement individuel soit par des égouts qui aboutissent à la station d'épuration.

 

Que faire pour traiter la pollution quand elle existe ?

 

Utiliser des collecteurs solaires pour chauffer l'eau est un début pour lutter contre cette pollution.

Les collecteurs solaires sont des dispositifs qui « absorbent » les rayonnements diffus du soleil, captent la lumière directe et permettent de traiter de grands volumes d’eau. Cependant,  l’eau ne peut pas capter les rayons UV par temps couvert. Ces collecteurs aident à minimiser la pollution de l’eau et à la recycler,  mais c’est un procédé onéreux.

 

Voici un collecteur solaire, (veuillez nous excuser pour la qualité de l’image)

Fonctionnement : Le soleil chauffe le panneau solaire, qui est relié au collecteur solaire, qui dessert la baignoire, les éviers. Cela permet d’éviter de chauffer son eau (avec un chauffe-eau) au fioul, au gaz, à l’électricité, au charbon, etc. pour chauffer son eau grâce au soleil.

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Comment fonctionne une éolienne?

Qu’ est-ce que l’énergie éolienne?

C’est l’énergie du vent et plus spécifiquement, l’énergie directement tirée du vent au moyen d’un dispositif aérogénérateur comme une éolienne ou un moulin à vent.

Comment fonctionne-t-elle ?

Où placer l’éolienne?

Les critères de choix de l'implantation éolienne dépendent de la taille, puissance et du nombre d'unités. Ils incluent la présence d'un vent régulier et diverses conditions telles que: présence d'un réseau électrique pour recueillir le courant, absence de zones d'exclusion, terrain approprié.

Technologie:

  • Le frein permet d’arrêter les pales quand le vent est trop fort.
  • Le multiplicateur augmente la vitesse de la rotation.
  • Les pales servent à créer de l’énergie mécanique.
  • Le générateur transforme l’énergie mécanique en électricité.
  • La nacelle sert à soutenir les pales, le frein, le multiplicateur, le système de régulation électrique, le moyeu et commande du rotor, et enfin le générateur.
  • Le mat sert à soutenir la nacelle.
  • Les fondations servent à maintenir le mât.

Quels sont les problèmes posés?

Les problèmes sont :

  • l'esthétique car ce n'est pas jolie et ça prend beaucoup de place

  • le bruit car l'éolienne fait beaucoup de bruit et ça gêne les personnes qui vivent autour.

  • quand il n'y a pas assez de vent les pales ne tournent pas et quand il y en a trop elles s'arrêtent .Donc elle n'est pas fiable.

Où et quand cette énergie a-t-elle un intérêt ?

Cette énergie a un intérêt dans la mer car il n'y a pas de problème d' esthétique ni de bruit car il n'y a pas d'habitant dans la mer mais pour les problèmes de vent ils ne peuvent pas être résolus car c'est un problème naturel.

Le traitement de l'eau

D’où vient l’eau que nous buvons ?

Avant de boire l’eau, elle doit parcourir un long trajet à travers les différentes canalisations de notre réseau.

Tout d’abord, l’eau est pompée des fleuves ou des nappes souterraines (les nappes phréatiques). Puis elle est traitée dans une usine de traitement (voir « Comment rend-on l’eau potable ? »), et stockée dans des châteaux d’eau. L’eau parcourt ensuite les centaines de mètres de canalisation qui la sépare des habitations. Les canaux font partie de tout un réseau qui alimente une zone très étendue.

On trouve trois sortes d’eau:

- L’eau pluviale, qui alimente les étangs et les bassins;

- L’eau potable, qui a été traitée et qui sera consommée ;

- L’eau usée, qui est traitée et nettoyée dans une station d’épuration avant d’être rejetée dans la nature.

Comment rend-on l’eau potable ?

 L’eau que nous buvons n’est pas potable de nature. Elle est le plus souvent prélevée dans des sources, mais aussi dans des fleuves et dans les nappes phréatiques. Dans l’agglomération de St Quentin, l’eau provient de la Seine. Comme nous le savons, la Terre est de plus en plus polluée par le CO² qui remonte jusqu’à la couche d’ozone. Cela provoque donc des pluies acides qui rendent toxiques ces eaux, pourtant rares et précieuses.

L'eau brute prélevée pour la consommation humaine est donc ensuite acheminée vers une usine de production d’eau potable où elle subit divers traitements.

Pour rendre l’eau potable, de différents procédés sont nécessaires :

 

- La pré chloration désinfecte l’eau avant les principaux traitements

- Le dégrillage qui consiste à faire passer l’eau dans des grilles pour laisser les gros déchets et corps flottants sur la grille

- Le tamisage qui consiste à utiliser un tamis pour ne garder que les gros déchets, qui ont réussi à passer à travers le dégrilleur, qui sont toujours présent dans l’eau

- La décantation qui consiste à laisser reposer l’eau durant quelques heures, voire quelques jours, de façon à ce que les déchets retombent dans le fond de la cuve

- La filtration qui permet de séparer les constituants d'un mélange qui possède une phase liquide et une phase solide au travers d'un milieu perméable

- La flottation qui consiste à éliminer les graisses présentes dans l’eau

- La chloration assure la qualité de l’eau.


Mais il y a quelques difficultés : le chlore, utilisé comme désinfectant, doit être mis a petite dose car sinon il est toxique. Sa concentration peut diminuer dans les tuyaux et donc sa favorise le développement de microbes. 

 

Un métier du le traitement de l’eau : technicien qualité eau

Le rôle du technicien qualité eau est d’analyser et de contrôler l'eau sous son aspect chimique et biologique.

 

Ses missions :

- effectuer des prélèvements et des analyses aux différentes étapes du traitement de l'eau potable et des eaux usées

- exploiter les résultats de ses analyses et les répertorier sur un ordinateur

- vérifier la précision des résultats et l’entretien du matériel

- s’occuper des produits de traitement du laboratoire d’analyse

Le technicien qualité eau peut devenir chercheur en qualité eau ou responsable des usines d'eau potable ou des stations d'épuration, s’il a assez d’expérience.

24 mars 2010

Bienvenue !

La 4ème2 du collège de la Clef Saint-Pierre, à Elancourt, a travaillé pendant une semaine sur le thème de l'eau et du développement durable. Du 22 au 26 mars, les visites, conférences, ateliers se sont succédé à un rythme effréné. Ensuite, est venu le moment de laisser une trace écrite de toutes ces découvertes.

Vous trouverez ici les textes rédigés par les élèves, à l'issue de cette semaine particulière.