Modélisation de la dose de coagulant par les systèmes à base d’inférence floue (ANFIS) application à la station de traitement des eaux de Boudouaou (Algérie)

Abstract

La coagulation est l’une des étapes les plus importantes dans le traitement des eaux. La difficulté principale est de déterminer la dose optimale de coagulant à injecter en fonction des caractéristiques de l’eau brute. Un mauvais contrôle de ce procédé peut entraîner une augmentation importante des coûts de fonctionnement et le non-respect des objectifs de qualité en sortie de la station de traitement. Le sulfate d’aluminium (Al2SO4.18H2O) est le réactif coagulant le plus généralement utilisé. La détermination de la dose de coagulant se fait au moyen de l’essai dit de « Jar Test » conduit en laboratoire. Ce type d’approche a le désavantage d’avoir un temps de retard relativement long et ne permet donc pas un contrôle automatique du procédé de coagulation. Le présent article décrit un modèle neuro flou de type Takagi Sugeno (TK), développé pour la prédiction de la dose de coagulant utilisée lors de la phase de clarification dans la station de traitement des eaux de Boudouaou qui alimente la ville d’Alger en eau potable. Le modèle ANFIS (système d’inférence flou à base de réseaux de neurones adaptatifs), qui combine les techniques floues et neuronales en formant un réseau à apprentissage supervisé, a été appliqué durant la phase de calage et testé en période de validation. Les résultats obtenus par le modèle ANFIS ont été comparés avec ceux obtenus avec un réseau de neurones de type perceptron multicouche (MLP) et un troisième modèle à base de regression linéaire multiple (MLR). Un coefficient de détermination (R2) de l’ordre de 0,92 en période de validation a été obtenu avec le modèle ANFIS, alors que pour le MLP, il est de l’ordre de 0,75, et que pour le modèle MLR, il ne dépasse pas 0,35. Les résultats obtenus sont d’une grande importance pour la gestion de l’installation.

Deferrisation Physocochimique des eaux Souterraines: Revue

“…En dehors de l'oxydation de l'eau, l'aération joue deux rôles importants lors du traitement des eaux souterraines. L'aération permettant d'éliminer du sulfure d'hydrogène (H2S), contribue à une économie de chaux par réduction de la concentration en CO2 lorsqu'elle est ouverte (la chaux est le principal produit de réduction du CO2), celà provoque une élévation du pH, permettant ainsi d'accélérer l'oxydation du fer (Heddam S., 2012). L'aération permet également la nitrification de l'ammoniaque et prévient de la corrosion dans le réseau (Sambou, 2001).…”

“…Il est généralement admis que la coagulation est principalement provoquée par la réduction de la charge de surface nette jusqu'à un point où les particules colloïdales, préalablement stabilisées par une répulsion électrostatique, peuvent être approchées de manière suffisante pour que les forces de Van Der Waals les maintiennent ensemble et permettent l'agrégation (Cardot, 1999 ; Amira D., 2021). La réduction de la charge de surface est une conséquence de la diminution du potentiel répulsif de la double couche électrique par la présence d'un électrolyte de charge opposée (Heddam S., 2012 ;Mollah et al, 2004).…”

“…Plus de 90% des stations de traitement d'eau en sont concernées. La coagulation met en oeuvre des mécanismes forts complexes qui dépendent d'un nombre important de variables (Heddam S., 2012). Dans une chaîne de traitement conventionnelle, la coagulation consiste à déstabiliser les particules en suspension, tandis que la floculation consiste dans un premier temps à faire agglomérer les particules déstabilisées, et dans un second temps la formation des flocons par absorption et agrégation (Amirtharajah et al, 1990).…”

“…Après avoir été déstabilisées par le coagulant, les particules colloïdales s'agglomèrent lorsqu'elles entrent en contact, c'est la floculation. Le floc ainsi formé, peut décanter, flotter ou être filtré (Coagulation sur filtre), suivant le procédé de rétention le plus choisi (Heddam S., 2012).…”

“…Afin d'évaluer les conditions optimales de coagulation et de floculation, des essais de « Jar-Test » (JT) sont conduits à l'échelle de laboratoire (Brodart et al, 1989). Pour des filières de traitement physicochimiques conventionnelles, des JT menés dans une large gamme de conditions d'opérations permettent de déterminer le type de coagulant, son dosage, le pH et les conditions d'agitation qui maximisent la réduction de la turbidité, et offre le pH optimum (Joo et al, 2004 ;Yu et al, 2000 ;Heddam S., 2012).…”