O presente trabalho teve como objetivo estudar a influência do gradiente médio de velocidade (Gzc), associado ao tempo de detenção hidráulico (tzc) e à taxa de aplicação superficial (TASzc), na zona de contato, na eficiência de clarificação de uma unidade retangular de flotação por ar dissolvido, em escala piloto, tratando água para abastecimento. Foram estudadas duas configurações da Unidade Piloto de Flotação por Ar Dissolvido (UPFAD) (A e B), as quais diferem no comprimento da zona de contato A (90 mm) e B (140 mm). A TASzc - A (133 ± 3 m/h) e B (86 ± 1 m/h) - e o tzc - A (54 ± 1s) e B (84 ± 1 s) - são diferentes. Foram avaliados três valores do Gzc A (1,8; 6,5;10,2) e B (0,9; 4,7; 6,3), através da inserção de telas com características diferentes no interior da zona de contato. E, Para cada valor de Gzc, foram investigados três valores de A/V (3,73; 4,90; 6,41). Em todos os ensaios realizados, foram fixados os seguintes parâmetros: vazão da água bruta preparada (5,4 m³/h); temperatura da água bruta preparada (26 ± 1ºC); pH de coagulação (6,5 ± 0,1); tempo de floculação (17,2 min); gradiente médio de velocidade de floculação (110 s-1); vazão de descarte após a floculação (0,8 m³/h); vazão de entrada para a flotação (Qe) (4,6 m³/h); velocidade de entrada para a flotação (ve) (180 m/h); velocidade cross-flow (45 m/h); TASzs (14,6 ± 0,2 m/h); pressão de saturação (4,5 ± 0,1 Kgf/cm²). A unidade piloto FAD foi alimentada com água preparada, que apresentou turbidez em torno de 7,4 ± 0,6 UNT, e cor aparente, em torno de 39,4 ± 4,3 UH. A fração removida dos parâmetros analisados para cada Gzc é menos sensível a variações de A/V na configuração A que na configuração B. Na configuração A, a tela que apresentou Gzc em torno de 6,5 s-1 gerou melhores resultados para cada A/V analisado. Na configuração B, a tela que gerou Gzc em torno de 4,7 s-1 proporcionou melhor fração removida de turbidez e cor para cada A/V estudado. Além disso, na configuração B, a fração removida de turbidez e cor foi menos sensível a variações de A/V, para Gzc de 4,7 s-1 que para os demais valores de Gzc. A tela que gerou resultados mais eficientes na configuração A foi a mesma para a configuração B. Portanto o uso da referida tela favoreceu o desempenho das configurações A e B. Comparando todas as situações estudadas nas duas configurações, o ensaio com a configuração A (com tzc de 54 s) com Gzc de 6,3 s-1 e A/V de 4,9 g/m³, apresentou as maiores frações de remoção de cor e turbidez. / The present work aimed to study the influence of velocity gradient (Gzc) associated with the hydraulic detention time (tzc) and the rate of surface application (TASzc) in the contact zone in the efficiency of clarification of a unit rectangular dissolved air flotation pilot scale, treating water supplies. Two different kinds of configurations of the reactor dissolved air flotation in pilot scale (UPFA) (A and B) were studied, which differ in the length of the contact zone - A (90 mm) and B (140 mm). The TASzc - A (133 ± 3 m/h) and B (86 ± 1 m/h) - and tzc - A (54 ± 1 s) and B (84 ± 1 s) were different. Three different values of Gzc were analysed - A (1.8, 6.5, 10.2 s-1) and B (0.9, 4.7, 6.3 s-1) by insertion of grilles with different characteristics within the zone contact. And for each value of Gzc, three values of A/V (3.73, 4.90, 6.41 g/m³) were investigated. In all trials, the following parameters were set: flow of synthetic raw water (5.4 m³/h), synthetic raw water temperature (26 ± 1ºC), coagulation pH (6.5 ± 0.1); flocculation time (17.2 minutes), the speed gradient flocculation (110 s-1); flow disposal after flocculation (0.8 m³/h), input flow to the flotation (Qe) (4, 6 m³/h), input speed for flotation (ve) (180 m/h), cross-flow velocity (45 m/h), TASzs (14.6 ± 0.2 m/h), saturation pressure (4.5 ± 0.1 kgf/cm ²). The pilot plant was fed with synthetic water, which showed turbidity of approximately 7.4 ± 0.6 NTU, and apparent color, about 39.4 ± 4.3 HU. The removal efficiency of the analyzed parameters for each Gzc is less sensitive to variations in the A/V in the configuration A than in the configuration B. In configuration A, the grille that showed Gzc about 6.5 s-1 gave better results for each A/V analysis. In configuration B, the grille that has generated Gzc around 4.7 s-1 provided the best removal efficiency of turbidity and color for each A/V studied. Furthermore, in the configuration B, the removal efficiency of color and turbidity was less sensitive to variations in A/V for Gzc 4.7 s-1 than for other values of Gzc. The grille that generated the best results in the configuration A was the same for the configuration B. Therefore the use of that grille favored the performance of configurations A and B. Comparing all the situations studied in two configurations, the test with the configuration A (with tzc the 54 s) with Gzc of 6.3 s-1 and A/V of 4.9 g/m³, had the highest removal efficiencies of color and turbidity.

O desempenho de unidades de flotação por ar dissolvido (FAD) depende significativamente do projeto da zona de contato (ZC) dessas unidades, situada na entrada das mesmas e responsável por promover condições adequadas para que ocorram taxas satisfatórias de colisão entre as microbolhas de ar e os flocos formados na etapa antecedente de floculação da água para abastecimento. Os dois principais parâmetros de projeto da ZC são o tempo de detenção hidráulico ou tempo de contato (Tzc) e o gradiente médio de velocidade na ZC (Gzc). A presente dissertação apresenta os resultados de estudo sobre a influência do Tzc e do Gzc na ZC de uma unidade piloto de flotação por ar dissolvido (UPFAD) com escoamento contínuo aplicada ao tratamento de água para abastecimento. Foram utilizados módulos contendo tela metálica em seu interior com malha de #25 mm com diferentes dimensões, de modo a se obterem diferentes valores de Gzc e Tzc. Foram investigadas duas configurações na unidade de FAD (Configurações A e B), nas quais o comprimento (Lzc) e a altura (Hzc) da ZC foram variados, permitindo a alteração do Tzc e mantendo-se controlados os valores de Gzc (com a introdução ou não de diferentes módulos de tela metálica na ZC) e vice versa. Os demais parâmetros do processo de FAD não sofreram variações, tais como taxa de aplicação superficial (TAS) na zona de separação, tempo de floculação, entre outros. Para a configuração A, foram estudadas três alturas diferentes na ZC e para a configuração B, quatro alturas diferentes na ZC, o que acarretou, para cada valor de Gzc variação do Tzc. Para cada configuração da ZC, também foram testados três valores de vazão de recirculação de água saturada com ar de modo a se obterem três diferentes concentrações de ar (A/V) no processo de flotação. Para todos os parâmetros analisados (Turbidez, Cor, Absorbância), as maiores eficiências de remoção foram obtidas nos ensaios realizados com o uso da tela #25 mm tanto na configuração A (TASzc = 136 m/h e G = 6,1 s-1) quanto na configuração B (TASzc = 87 m/h e G = 3,2 s-1). Os resultados permitem concluir que o par de valores (Tzc, Gzc) é mais apropriado para o projeto da zona de contato de unidades FAD do que o par (Tzc, TASzc) usualmente adotado pelos projetistas, sendo que, na faixa de valores investigados a UPFAD apresentou melhor desempenho para o par: Tzc de 41 s e Gzc de 6,1 s-1. / The performance of units dissolved air flotation (DAF) depend significantly of design on the contact zone (CZ) of these units, situated at the entrance thereof and responsible for promoting appropriate conditions to occur satisfactory collision rates between air microbubbles and the flocs formed in the step of flocculation of potable water. The two main design parameters of the CZ are the hydraulic detention time or contact time (Tcz) and the velocity gradient in the CZ (Gcz). This work presents the results of study of the effects of varying the Tcz and Gcz at the contact zone of pilot unit DAF with continuous flow applied to the treatment of potable water. Were used modules containing metal grille with mesh of #25 mm, with different dimensions in order to obtain different values of Gcz and Tcz. Were investigated two configurations in the unit FAD ( configurations A and B) where the length (Lcz) and height (Hcz) of contact zone were varied, allowing the variation of Tzc and keeping the values of Gcz controlled (with the introduction or not of different modules in the metal grille in CZ) and vice versa, without changes in other process variables FAD, such as rate of surface application (TAS) in the separation zone, flocculation time, among others. For the configuration A were studied three different heights in the CZ and in configuration B, four different heights in the CZ, which resulted, for each value of Gcz (relative to the chosen value of Lcz) the variation of Tzc. For each configuration of CZ were also tested three values of recirculation flow of air saturated in order to obtain three different values of concentration in air (A/V) in the flotation process. For all parameters analyzed (turbidity, color, absorbance), the highest efficiencies were obtained in assays performed using the grille #25 mm, both in configuration A (TAScz = 136 m/h and L = 6,1 s-1) and configuration B (TAScz = 87 m/h and G = 3,2 s-1). The results indicate that the pair of values (Tcz, Gcz) is more suitable for project of the CZ of units FAD than the pair (Tcz, TAScz) usually adopted by the designers, and values in the range investigated in UPFAD showed performed better for Tcz of 41 s and Gcz of 6,1 s-1.

Des outils adaptés pour s’attaquer aux problématiques environnementales sont nécessaires mais malheureusement absents de l’industrie. En effet, l’introduction de nouvelles pratiques d’écoconception dans l’industrie des procédés est entravée par le manque de réalisme et de flexibilité des outils associés. Les objectifs principaux de ce travail de recherche étaient le développement d’un outil intégré pour la modélisation de procédés et l’analyse de cycle de vie (PM-LCA), ainsi que la formulation d’une approche méthodologique affiliée pour l’écoconception de procédés. L’outil logiciel et l’approche méthodologique sont appliqués à la production d’eau potable.La revue de la littérature scientifique a permis d’appréhender les efforts de recherche nécessaires. Les principales lignes directrices sont établies en conséquence.L’outil développé, nommé EVALEAU, consiste en une bibliothèque logicielle de modèles de procédés unitaires permettant le calcul d’inventaire de données en fonction de paramètres de procédés. L’outil est embarqué dans le logiciel ACV Umberto® en complément de la base de données Ecoinvent. Uneboîte à outils pour l’analyse de sensibilité, basée sur la méthode de Morris, est implémentée pour l’identification des paramètres de procédés ayant une influence majeure sur les résultats d’impacts environnementaux.L’outil EVALEAU est testé sur deux études de cas - deux usines de production d’eau potable existantes. La fiabilité de l’approche est démontrée à travers la comparaison des calculs de qualité de l’eau, de consommations d’énergie et de matériaux avec les données réelles recueillies sur site. Une procédure d’écoconception est expérimentée sur une chaîne de traitement complexe démontrant ainsi la pertinence des résultats de simulations et l’utilité de l’analyse de sensibilité pour un choix optimal des paramètres opératoires. En conséquence, ce premier outil PM-LCA est censé promouvoir l’introduction de pratiques d’écoconception dans l’industrie de l’eau / Adapted tools for tackling environmental issues are necessary but they are still missing in industry. Indeed, the introduction of ecodesign practices in the process industry is hindered by the lack of realism and flexibility of related tools.The main objectives of this research work were the development of a fully integrated tool for Process Modelling & Life Cycle Assessment (PM-LCA), and the formulation of an affiliated methodological approach for process ecodesign. The software tool and the methodological approach are meant to be applied to water treatment technologies.The literature review leads to a better comprehension of the required research efforts. The main guidelines for the development of the software tool are stated accordingly.The developed tool, named EVALEAU, consists in a library of unit process models allowing life cycleinventory calculation in function of process parameters. The tool is embedded in Umberto® LCA software and is complementary to Ecoinvent database. A sensitivity analysis toolbox, based on theMorris method, was included for the identification of the process parameters mainly affecting the lifecycle impact assessment results.EVALEAU tool was tested through two case studies - two existing drinking water plants. There liability of the modelling approach was demonstrated through water quality simulation, energy and materials inventory simulation, compared with site real data. An ecodesign procedure was experienced on a complex water treatment chain, demonstrating the relevance of simulation results and the usefulness of sensitivity analysis for an optimal choice of operation parameters.This first developed PM-LCA tool is dedicated to foster the introduction of ecodesign practices in the water industry

L’évolution de l’équipement des réseaux d’eau potable a considérablement amélioré le pilotage de ces derniers. Le telérelevé des compteurs d’eau est sans doute la technologie qui a créé la plus grande avancée ces dernières années dans la gestion de l’eau, tant pour l’opérateur que pour l’usager. Cette technologie a permis de passer d’une information le plus souvent annuelle sur les consommations (suite à la relève manuelle des compteurs d’eau) à une information infra-journalière. Mais le télérelevé, aussi performant soit-il, a un inconvénient : son coût. L’instrumentation complète d’un réseau engendre des investissements que certains opérateurs ne peuvent se permettre. Ainsi la création d’un échantillon de compteurs à équiper permet d’estimer la consommation totale d’un réseau tout en minimisant les coûts d’investissement. Cet échantillon doit être construit de façon intelligente de sorte que l’imprécision liée à l’estimation ne nuise pas à l’évaluation des consommations. Une connaissance précise sur les consommations d’eau permet de quantifier les volumes perdus en réseau. Mais, même dans le cas d’une évaluation exacte des pertes, cela ne peut pas suffire à éliminer toutes les fuites sur le réseau. En effet, si le réseau de distribution d’eau potable est majoritairement enterré, donc invisible, il en va de même pour les fuites. Une fraction des fuites est invisible et même indétectable par les techniques actuelles de recherche de fuites, et donc irréparable. La construction d’un modèle de fuite multi-états permet de décomposer le débit de fuite suivant les différents stades d’apparition d’une fuite : invisible et indétectable, invisible mais détectable par la recherche de fuite et enfin visible en surface. Ce modèle, de type semi-markovien, prend en compte les contraintes opérationnelles, notamment le fait que nous disposons de données de panel. La décomposition du débit de fuite permet de fait une meilleure gestion du réseau en ciblant et adaptant les actions de lutte contre les fuites à mettre en place en fonction de l’état de dégradation du réseau. / The evolution of equipment on drinking water networks has considerably bettered the monitoring of these lasts. Automatic meter reading (AMR) is clearly the technology which has brought the major progress these last years in water management, as for the operator and the end-users. This technology has allowed passing from an annual information on water consumption (thanks to the manual meter reading) toan infra-daily information. But as efficient as AMR can be, it has one main inconvenient : its cost. A complete network instrumentation generates capital expenditures that some operators can’t allowed themselves. The constitution of a sample of meters to equip enables then to estimate the network total consumption while minimizing the investments. This sample has to be built smartly so the inaccuracy of the estimator shouldn’t be harmful to the consumption estimation. A precise knowledge on water consumption allowsquantifying the water lost volumes on the network. But even an exact assessment of losses is still not enough to eliminate all the leaks on the network. Indeed, if the water distribution network is buried, and so invisible, so do the leaks. A fraction of leaks are invisible and even undetectable by the current technologies of leakage control, and so these leaks are un-reparable. The construction of a multi-state model enables us to decompose the leakage flow according to the different stages of appearance of a leak : invisible and undetectable, invisible but detectable with leakage control and finally detectable. This semi-Markovian model takes into account operational constrains, in particular the fact that we dispose of panel data. The leakage flow decomposition allows a better network monitoring but targeting and adapting the action of leakage reduction to set up according to the degradation state of the network.

Dans un contexte de croissance démographique dans lequel certaines ressources naturelles sont de plus en plus limitées, une gestion optimisée et conjointe des réseaux publics de l’eau et de l’électricité s’impose. L’ouverture progressive des marchés de l’électricité à la concurrence et les changements de réglementation dans plusieurs pays ont contribué au développement des mécanismes de la flexibilité de la demande, permettant d’impliquer directement les consommateurs dans la gestion de l’équilibre offre-demande du réseau électrique. Les systèmes d’eau potable, étant de grands consommateurs d’électricité, disposent d’une flexibilité grâce à la présence d’ouvrages de stockage d’eau (bâches et réservoirs) et de pompes à vitesse variable. Cette flexibilité, souvent exploitée uniquement à des fins de sécurisation des demandes en eau, peut être valorisée pour permettre une meilleure gestion de l’équilibre du réseau électrique. L’objectif de cette thèse est l’évaluation des valeurs économiques et écologiques relatives à l’intégration de la flexibilité des systèmes d’eau potable dans la gestion opérationnelle du système électrique français. Une étude de l’architecture des marchés de l’électricité en France est d’abord menée pour identifier les mécanismes de flexibilité de la demande les plus adaptés aux contraintes d’exploitation des systèmes d’eau. Des modèles mathématiques d’optimisation sont ensuite proposés et résolus à travers certaines heuristiques, en intégrant les incertitudes relatives aux consommations d’eau, aux prix des marchés ainsi qu’à la disponibilité des équipements de pompage. Les résultats numériques, discutés en se basant sur trois systèmes d’eau potable réels en France, intègrent les aspects économiques (en considérant les risques associés), opérationnels et écologiques. Des réductions importantes des coûts d’exploitation des systèmes d’eau sont estimées à travers la valorisation de l’énergie non consommée pendant les moments de pointe sur le marché spot de l’électricité. En parallèle, la considération des incertitudes permet de sécuriser l’opération des systèmes d’eau en temps réel, et de maîtriser les risques économiques relatifs à l’équilibrage du réseau électrique. De plus, des réductions importantes des émissions de CO2, estimées à environ 400 tonnes par jour en France, peuvent être réalisées en réduisant les volumes d’électricité issus des sources fossiles. / In a context of demographic growth in which natural resources are more and more limited, optimized management of water and power networks is required. Changes in electricity markets regulation in several countries have recently enabled effective integration of Demand Response mechanisms in power systems, making it possible to involve electricity consumers in the real-time balance of the power system. Through its flexible components (variable-speed pumps, tanks), drinking water systems, which are huge electricity consumers, are suitable candidates for energy-efficient Demand Response mechanisms. However, these systems are often managed independently of power system operation, for both economic and operational reasons. In this thesis, the objective is the evaluation of the economic and the ecological values related to the integration of drinking water systems flexibility into power system operation through french demand response mechanisms. An analysis of the architecture of french electricity markets is first conducted, allowing to target the most suitable demand response mechanisms considering water systems operating constraints. Some mathematical models to optimize water systems flexibility are then proposed and solved through original heuristics, integrating uncertainties about water demands, market prices and pumping stations availability. Numerical results, which are discussed using three real water systems in France, integrate the economic aspects inclunding risks, operational and ecological aspects. Significant reductions in water systems operating costs are estimated through the optimization of demand response power bids on the French spot power market during peak times. In parallel, uncertainties consideration secures the operation of water systems in real time, and makes it possible to manage economic risks related to the power grid balancing. In addition, significant savings in CO2 emissions, estimated to around 400 tons per day in France, can be achieved by reducing electricity production from fossil sources.

Les alliages Mg-Ca sont des alliages biocompatibles et biodégradables largement utilisés pour des applications biomédicales comme prothèses bio-résorbables. Ils sont très utilisés car leurs taux de corrosion et de dégradation dans l'organisme peuvent être contrôlés par le taux de calcium et par l'influence du milieu d'implantation. Ces solutions ont inspirées le Groupe SEB qui cherche à mettre au point un procédé fiable de minéralisation d'une eau par dissolution d'alliages Mg-Ca. L'objectif de ce travail de thèse est double, à savoir, la conception des alliages Mg-Ca pour ce procédé, en choisissant les techniques de production adaptées et les paramètres d'élaborations optimisés, puis, la mise en œuvre d'un processus de dissolution assisté par un courant et la maîtrise des paramètres de dissolution. Le magnésium et le calcium étant des métaux très réactifs au contact de l'atmosphère, l'élaboration d'alliages Mg-Ca se fait sous atmosphère neutre. Il est possible d'obtenir une microstructure stable avec des teneurs en calcium comprises entre 0% et 33% atomique, lorsque le calcium et le magnésium forment l'intermétallique Mg2Ca. Lors du refroidissement du mélange métallique à fusion, il se forme une microstructure d'équilibre constituée de dendrites (de Mg si 0 at.% < Ca < 10 at.% et de Mg2Ca si 10 at.% < Ca < 33 at.%) et d'un agrégat eutectique lamellaire composé de Mg et de Mg2Ca. La dissolution anodique d'alliages Mg-Ca s'effectue par l'application d'une différence de potentiel entre une électrode constituée de l'alliage à dissoudre et une contre électrode constituée d'un métal plus noble. Il a été mis en évidence que les relargages d'ions Mg2+ et Ca2+ en solution peuvent être augmentés en diminuant la chute ohmique entre les électrodes (distance minimale, tension appliquée maximale) et en augmentant la réactivité du processus (alliages riches en calcium, conductivité et minéralité de la solution, durée de dissolution et surfaces exposées importantes). Cependant, les forts relargages d'ions Mg2+ et Ca2+, qui alcalinisent fortement la solution, favorisent la formation de précipités limitant la dissolution tels que le tartre, les oxydes et hydroxydes de magnésium et de calcium. Plusieurs solutions pour réguler le pH de la solution et optimiser les relargages de cations Mg2+ et Ca2+ ont été envisagées. / The Mg-Ca alloys are biocompatible and biodegradable alloys widely used for biomedical applications such as bioresorbable implants because of their corrosion rate and degradation behaviour into human body. These solutions have inspired the SEB Group to develop a new process for the mineralization of water by dissolving Mg-Ca alloys. The objective of this thesis is to design new Mg-Ca alloys choosing the appropriate production techniques and optimizing elaborations settings and then, to work on the dissolution process assisted by a current controling of dissolution parameters. Magnesium and calcium being very reactive metal in contact with the atmosphere, the development Mg-Ca alloys was done in a neutral atmosphere. It is possible to obtain a stable microstructure with calcium contents between 0% and 33 atomic% through the intermetallic form Mg2Ca. It's possible to obtain equilibrium microstructures consisting of dendrites (Mg if 0 at.% <Ca <10 at.% And Mg2Ca if 10 at.% <Ca <33 at.%) and a lamellar eutectic aggregate made from Mg and Mg2Ca. Anodic dissolution of Mg-Ca alloys is made by applying a potential between one electrode made from the Mg-Ca alloy and a counter electrode made from a more noble metal. It has been demonstrated that the releases of Mg2+ and Ca2+ in solution may be controlled throught the decrease of the resistance drop between the electrodes (minimum distance, maximum applied voltage) and the increase of the process reactivity (rich alloys calcium, mineral and conductivity of the solution, dissolving time and significant exposed surfaces). However, strong releases of Mg2+ and Ca2+, which strongly alkalize the solution, promote the formation of precipitates limiting dissolution rate such as scale, oxides and hydroxides formation. Several solutions to regulate the pH of the solution and optimize the releases of cation Mg2+ and Ca2+ were considered.

<p>Given the tremendous importance of water supply and sanitation (WSS) on health and welfare, the purpose of this thesis was to suggest a design of a sustainable WSS system for a rural village in the sub-Andean Amazon of Northern Peru. WSS planning and intervention in the developing world have traditionally been characterized by large failures, and to understand the related problems, this work was initiated with a literature review on the topic. The review resulted in the development of a planning support, containing eight stages ranging from project identification to project realization. Within this thesis, the first four stages were implemented, including an in-field WSS situation assessment and a screening of suitable technical options.</p><p>The in-field assessment contained a general fact collection, an inventory where about a fifth of the households in the village was visited and interviewed, and a water quality analysis. An analysis of the assessment findings resulted in the identification of the WSS components requiring intervention. Thereafter followed a screening of suitable technologies, and based on the results from the analysis, a selection of interesting options was done. Selected options were reviewed and evaluated according to a set of sustainability criteria.</p><p>A majority of the households in the village had standpipes on their premises, delivering untreated water from an unprotected creek outside the village. Apart from surface water, rainwater and water from an open spring were also used in the village. The water analysis revealed that surface water contained elevated levels of bacteria, whereas the spring water was clean. Contaminated water remained contaminated after household treatment (boiling), indicative of poor handling. Water treatment with solar disinfection (SODIS) proved to be effective. The sanitary situation was not satisfactory; almost all households had unimproved pit latrines that could not ensure a hygienic separation of excreta, and open defecation was also practiced. Greywater, resulting from showering and cloth-washing under the standpipe, was at best diverted away from the premises by small drains, but often not managed at all. Stormwater created unhygienic conditions on both private premises and in communal areas during the rainy season; the management situation was similar to that of greywater. Solid waste was not officially managed and even though many of the households had designated a collection site, waste was commonly seen all over the premises.</p><p>The selected technologies were mainly inexpensive such that could be constructed, operated and managed by the community itself. From the assessment it also became clear that the WSS situation could be considerably improved by behavior change. Following the developed planning support; with the finalization of this thesis, the next step would be to present the results from the screening and evaluation of technologies to the villagers, for them to decide which options to proceed with.</p> / <p>Debido a la gran importancia del agua potable y saneamiento (APS) para la salud y el bienestar, el objetivo de este proyecto fue proponer un sistema APS, adecuado y sostenible, para una aldea rural en la selva Amazónica en el norte de Perú. Tradicionalmente, la planificación y el diseño de APS en el mundo en desarrollo han sido caracterizados por fallos grandes, y para comprender los problemas, este trabajo comenzó con un estudio amplio sobre el tema. El estudio resultó en un apoyo de planificación, que contiene ocho etapas que van desde la identificación de un proyecto a la realización del proyecto, y fue empleado para la orientación en el trabajo posterior. Dentro de esta tesis, las primeras cuatro etapas se llevaron a cabo, incluyendo una evaluación de la situación APS en campo y un examen de las opciones técnicas adecuadas.</p><p>El trabajo de campo incluía una colección de datos, un inventario, en el que una quinta parte de los hogares en el pueblo fue visitada y entrevistada, y un análisis del agua. Un análisis de los resultados del trabajo de campo resultó en la identificación de los componentes de APS que requieren una intervención. Después siguió un examen de tecnologías adecuadas, y con base en los resultados del análisis se hizo una selección de opciones interesantes. Las opciones seleccionadas fueron revisadas y evaluadas de acuerdo a un conjunto de criterios de sostenibilidad.</p><p>En la mayoría de los hogares del pueblo había una pileta en sus parcelas, entregando agua no tratada de una quebrada sin protección, a fuera del pueblo. Aparte de las aguas superficiales, habían aguas de lluvia y de una fuente abierta. El análisis del agua mostraba niveles elevados de contaminación bacteriológica en las aguas superficiales, mientras que el agua de la fuente abierta era limpia. El tratamiento del agua con la desinfección solar fue demostrado ser eficaz. La situación sanitaria no era satisfactoria – casi todos los hogares tenían letrinas de foso, que no podían asegurar una separación higiénica de la excreta, y la práctica de defecación al aire libre también se veía. Aguas grises, resultante del lavado de ropa y el baño de personas debajo de la pileta, en el mejor de los casos estaban desviando de las parcelas, pero a menudo no estaban tratando. Durante las épocas de lluvia, había bastantes problemas con el agua de escorrentía, creando las condiciones antihigiénicas, y el manejo de la situación era la misma que la de las aguas grises. Los residuos sólidos no estaban oficialmente manejados y aunque muchos de los hogares habían designado un lugar especial en el patio para su recolección, eran comúnmente vistos en todas las parcelas.</p><p>Las tecnologías seleccionadas fueron tales que podrían ser financiadas, construidas, operadas y administradas por la propia comunidad. La evaluación reveló que la situación también podría mejorar considerablemente con un cambio de conducta. A la finalización de este proyecto, la siguiente etapa, de acuerdo con el apoyo de la planificación, sería devolver la evaluación de las opciones seleccionadas a los habitantes del pueblo, y dejar a ellos decidan con cuales opciones quieren proceder.</p> / <p>Dricksvatten och sanitet (DVS) är extremt viktigt för hälsa och välfärd, både för individen och för samhället i stort. Syftet med detta examensarbete var därför att föreslå en utformning av ett hållbart DVS-system för en by i sub-andinska Amazonas i norra Peru. DVS-planering och -projektering har traditionellt karakteriserats utav stora misslyckanden, och för att förstå denna problematik så inleddes arbetet med en översiktlig studie i ämnet. Detta resulterade i att ett vägledande planeringsstöd utvecklades, bestående av åtta steg som sträcker sig från problemidentifikation till projektrealisering. Inom ramen för detta arbete ingick de fyra första stegen, vilket inkluderade en fältundersökning av DVS-situationen i byn och en genomgång av lämpliga tekniska alternativ.</p><p>Fältundersökningen innefattande en allmän faktainsamling, en inventering där en femtedel av byns hushåll besöktes och intervjuades, och en vattenanalys. Resultaten från fältundersökning sammanfattades och ett antal DVS-punkter identifierades som i behov av åtgärder. I teknikgenomgången användes resultaten från fältundersökning som grund för urvalet av intressanta alternativ, vilka sedan utvärderades utifrån en uppsättning hållbarhetskriterier.</p><p>Majoriteten av hushållen i byn hade en vattenkran på sina ägor, och vattnet levererades obehandlat från ett oskyddat vattendrag utanför byn. Förutom ytvatten så använde man även regnvatten och vatten från en öppen källa. Vattenanalysen visade att ytvattnet var starkt förorenat av bakterier, medan källvattnet visade sig vara rent. Förorenat vatten förblev förorenat även efter att hushållen behandlat det (genom kokning), vilket tyder på dålig efterhantering. Soldisinfektion (SODIS) visade sig vara en effektiv reningsmetod. Den sanitära situationen var otillfredsställande – nästan alla hushåll använde sig av oförbättrade grävda latriner och även tarmtömning i det fria praktiserades. BDT-vatten, från dusch och tvätt under vattenkranen, var som bäst avlett från ägorna med enkla fåror, men oftast inte alls hanterat. Under regnperioden orsakade dagvatten ohygieniska förhållanden och hanteringen var liknande den för BDT-vattnet. Det fanns ingen officiell sophantering och även om många hushåll avsatt en speciell plats på gården för insamling så var nedskräpningen omfattande.</p><p>Utvalda tekniker var främst sådana som skulle kunna bekostas, konstrueras, drivas och skötas av samhället själv. I fältundersökningen framkom det också att situationen skulle kunna förbättras avsevärt genom beteendeändringar. I och med avslutningen av detta arbete är nästa steg att, i enlighet med planeringsstödet, presentera resultaten från utvärderingen av de tekniska alternativen för invånarna i byn, och låta dem besluta om vilka som de vill gå vidare med.</p>

Des outils adaptés pour s'attaquer aux problématiques environnementales sont nécessaires mais malheureusement absents de l'industrie. En effet, l'introduction de nouvelles pratiques d'écoconception dans l'industrie des procédés est entravée par le manque de réalisme et de flexibilité des outils associés. Les objectifs principaux de ce travail de recherche étaient le développement d'un outil intégré pour la modélisation de procédés et l'analyse de cycle de vie (PM-LCA), ainsi que la formulation d'une approche méthodologique affiliée pour l'écoconception de procédés. L'outil logiciel et l'approche méthodologique sont appliqués à la production d'eau potable. La revue de la littérature scientifique a permis d'appréhender les efforts de recherche nécessaires. Les principales lignes directrices sont établies en conséquence. L'outil développé, nommé EVALEAU, consiste en une bibliothèque logicielle de modèles de procédés unitaires permettant le calcul d'inventaire de données en fonction de paramètres de procédés. L'outil est embarqué dans le logiciel ACV Umberto® en complément de la base de données Ecoinvent. Une boîte à outils pour l'analyse de sensibilité, basée sur la méthode de Morris, est implémentée pour l'identification des paramètres de procédés ayant une influence majeure sur les résultats d'impacts environnementaux. L'outil EVALEAU est testé sur deux études de cas - deux usines de production d'eau potable existantes. La fiabilité de l'approche est démontrée à travers la comparaison des calculs de qualité de l'eau, de consommations d'énergie et de matériaux avec les données réelles recueillies sur site. Une procédure d'écoconception est expérimentée sur une chaîne de traitement complexe démontrant ainsi la pertinence des résultats de simulations et l'utilité de l'analyse de sensibilité pour un choix optimal des paramètres opératoires. En conséquence, ce premier outil PM-LCA est censé promouvoir l'introduction de pratiques d'écoconception dans l'industrie de l'eau.

Given the tremendous importance of water supply and sanitation (WSS) on health and welfare, the purpose of this thesis was to suggest a design of a sustainable WSS system for a rural village in the sub-Andean Amazon of Northern Peru. WSS planning and intervention in the developing world have traditionally been characterized by large failures, and to understand the related problems, this work was initiated with a literature review on the topic. The review resulted in the development of a planning support, containing eight stages ranging from project identification to project realization. Within this thesis, the first four stages were implemented, including an in-field WSS situation assessment and a screening of suitable technical options. The in-field assessment contained a general fact collection, an inventory where about a fifth of the households in the village was visited and interviewed, and a water quality analysis. An analysis of the assessment findings resulted in the identification of the WSS components requiring intervention. Thereafter followed a screening of suitable technologies, and based on the results from the analysis, a selection of interesting options was done. Selected options were reviewed and evaluated according to a set of sustainability criteria. A majority of the households in the village had standpipes on their premises, delivering untreated water from an unprotected creek outside the village. Apart from surface water, rainwater and water from an open spring were also used in the village. The water analysis revealed that surface water contained elevated levels of bacteria, whereas the spring water was clean. Contaminated water remained contaminated after household treatment (boiling), indicative of poor handling. Water treatment with solar disinfection (SODIS) proved to be effective. The sanitary situation was not satisfactory; almost all households had unimproved pit latrines that could not ensure a hygienic separation of excreta, and open defecation was also practiced. Greywater, resulting from showering and cloth-washing under the standpipe, was at best diverted away from the premises by small drains, but often not managed at all. Stormwater created unhygienic conditions on both private premises and in communal areas during the rainy season; the management situation was similar to that of greywater. Solid waste was not officially managed and even though many of the households had designated a collection site, waste was commonly seen all over the premises. The selected technologies were mainly inexpensive such that could be constructed, operated and managed by the community itself. From the assessment it also became clear that the WSS situation could be considerably improved by behavior change. Following the developed planning support; with the finalization of this thesis, the next step would be to present the results from the screening and evaluation of technologies to the villagers, for them to decide which options to proceed with. / Debido a la gran importancia del agua potable y saneamiento (APS) para la salud y el bienestar, el objetivo de este proyecto fue proponer un sistema APS, adecuado y sostenible, para una aldea rural en la selva Amazónica en el norte de Perú. Tradicionalmente, la planificación y el diseño de APS en el mundo en desarrollo han sido caracterizados por fallos grandes, y para comprender los problemas, este trabajo comenzó con un estudio amplio sobre el tema. El estudio resultó en un apoyo de planificación, que contiene ocho etapas que van desde la identificación de un proyecto a la realización del proyecto, y fue empleado para la orientación en el trabajo posterior. Dentro de esta tesis, las primeras cuatro etapas se llevaron a cabo, incluyendo una evaluación de la situación APS en campo y un examen de las opciones técnicas adecuadas. El trabajo de campo incluía una colección de datos, un inventario, en el que una quinta parte de los hogares en el pueblo fue visitada y entrevistada, y un análisis del agua. Un análisis de los resultados del trabajo de campo resultó en la identificación de los componentes de APS que requieren una intervención. Después siguió un examen de tecnologías adecuadas, y con base en los resultados del análisis se hizo una selección de opciones interesantes. Las opciones seleccionadas fueron revisadas y evaluadas de acuerdo a un conjunto de criterios de sostenibilidad. En la mayoría de los hogares del pueblo había una pileta en sus parcelas, entregando agua no tratada de una quebrada sin protección, a fuera del pueblo. Aparte de las aguas superficiales, habían aguas de lluvia y de una fuente abierta. El análisis del agua mostraba niveles elevados de contaminación bacteriológica en las aguas superficiales, mientras que el agua de la fuente abierta era limpia. El tratamiento del agua con la desinfección solar fue demostrado ser eficaz. La situación sanitaria no era satisfactoria – casi todos los hogares tenían letrinas de foso, que no podían asegurar una separación higiénica de la excreta, y la práctica de defecación al aire libre también se veía. Aguas grises, resultante del lavado de ropa y el baño de personas debajo de la pileta, en el mejor de los casos estaban desviando de las parcelas, pero a menudo no estaban tratando. Durante las épocas de lluvia, había bastantes problemas con el agua de escorrentía, creando las condiciones antihigiénicas, y el manejo de la situación era la misma que la de las aguas grises. Los residuos sólidos no estaban oficialmente manejados y aunque muchos de los hogares habían designado un lugar especial en el patio para su recolección, eran comúnmente vistos en todas las parcelas. Las tecnologías seleccionadas fueron tales que podrían ser financiadas, construidas, operadas y administradas por la propia comunidad. La evaluación reveló que la situación también podría mejorar considerablemente con un cambio de conducta. A la finalización de este proyecto, la siguiente etapa, de acuerdo con el apoyo de la planificación, sería devolver la evaluación de las opciones seleccionadas a los habitantes del pueblo, y dejar a ellos decidan con cuales opciones quieren proceder. / Dricksvatten och sanitet (DVS) är extremt viktigt för hälsa och välfärd, både för individen och för samhället i stort. Syftet med detta examensarbete var därför att föreslå en utformning av ett hållbart DVS-system för en by i sub-andinska Amazonas i norra Peru. DVS-planering och -projektering har traditionellt karakteriserats utav stora misslyckanden, och för att förstå denna problematik så inleddes arbetet med en översiktlig studie i ämnet. Detta resulterade i att ett vägledande planeringsstöd utvecklades, bestående av åtta steg som sträcker sig från problemidentifikation till projektrealisering. Inom ramen för detta arbete ingick de fyra första stegen, vilket inkluderade en fältundersökning av DVS-situationen i byn och en genomgång av lämpliga tekniska alternativ. Fältundersökningen innefattande en allmän faktainsamling, en inventering där en femtedel av byns hushåll besöktes och intervjuades, och en vattenanalys. Resultaten från fältundersökning sammanfattades och ett antal DVS-punkter identifierades som i behov av åtgärder. I teknikgenomgången användes resultaten från fältundersökning som grund för urvalet av intressanta alternativ, vilka sedan utvärderades utifrån en uppsättning hållbarhetskriterier. Majoriteten av hushållen i byn hade en vattenkran på sina ägor, och vattnet levererades obehandlat från ett oskyddat vattendrag utanför byn. Förutom ytvatten så använde man även regnvatten och vatten från en öppen källa. Vattenanalysen visade att ytvattnet var starkt förorenat av bakterier, medan källvattnet visade sig vara rent. Förorenat vatten förblev förorenat även efter att hushållen behandlat det (genom kokning), vilket tyder på dålig efterhantering. Soldisinfektion (SODIS) visade sig vara en effektiv reningsmetod. Den sanitära situationen var otillfredsställande – nästan alla hushåll använde sig av oförbättrade grävda latriner och även tarmtömning i det fria praktiserades. BDT-vatten, från dusch och tvätt under vattenkranen, var som bäst avlett från ägorna med enkla fåror, men oftast inte alls hanterat. Under regnperioden orsakade dagvatten ohygieniska förhållanden och hanteringen var liknande den för BDT-vattnet. Det fanns ingen officiell sophantering och även om många hushåll avsatt en speciell plats på gården för insamling så var nedskräpningen omfattande. Utvalda tekniker var främst sådana som skulle kunna bekostas, konstrueras, drivas och skötas av samhället själv. I fältundersökningen framkom det också att situationen skulle kunna förbättras avsevärt genom beteendeändringar. I och med avslutningen av detta arbete är nästa steg att, i enlighet med planeringsstödet, presentera resultaten från utvärderingen av de tekniska alternativen för invånarna i byn, och låta dem besluta om vilka som de vill gå vidare med.

Cette thèse se propose de contribuer aux connaissances relatives à l'impact des facteurs spatiaux (occupation du sol) et temporels (saisons, étiages, pluies) sur la qualité des eaux de ressource à l'échelle du bassin versant. Ainsi les zones et conditions à risque pourront être identifiées à l'aide de l'exploitation et de l'interprétation de bases de données historiques et expérimentales de qualité d'eau à l'échelle du bassin versant de la Vilaine en Bretagne. Cette étude se focalise principalement sur les micropolluants, avec notamment les pesticides et les produits pharmaceutiques vétérinaires pour le contexte agricole, mais également les produits pharmaceutiques humains compte tenu de l'intérêt grandissant qui leur est porté dans le domaine de l'évaluation des risques sanitaires et environnementaux. De plus, cette thèse se propose également de contribuer à l'amélioration et à l'adaptation des traitements des produits pharmaceutiques humains en usine de production d'eau potable compte tenu de l'évolution de la règlementation et de la protection du consommateur.