Eau potable : Désinfection, comment bien respecter les normes ?

La désinfection est une étape primordiale dans le procédé de traitement de l’eau potable. Elle s’inscrit dans un contexte réglementaire et permet de protéger au mieux la santé des consommateurs. Cela reste une étape délicate car une dose trop importante de désinfectant peut être toxique et abimer les canalisations du réseau de distribution. Pour un bon dosage, il est nécessaire de suivre précisément le taux de désinfectant et de respecter au mieux les seuils fixés par la réglementation.

Quels agents doivent être contrôlés ?

Pour tous types de traitements de l’eau, la désinfection se fait par des agents désinfectants (chlore, dioxyde de chlore ou ozone), par traitement aux ultraviolets ou par procédés physiques comme la filtration sur membranes. L’ozone est un désinfectant puissant qui ne forme pas de sous-produits chlorés ni de défaut de goût, mais son action n’est pas rémanente.

Après son traitement, l’eau voyage dans les canalisations jusqu’à atteindre les robinets. Si aucune désinfection finale n’est prévue, la qualité de l’eau pourrait se dégrader. Pour pallier ce problème, une infime quantité de chlore est ajoutée (une goutte pour 1 000 litres) afin de détruire les dernières bactéries et préserver la qualité de l’eau tout au long de son parcours dans les canalisations.

Il faut également prendre en compte la protection des réseaux et des canalisations. La mise à l’équilibre calco-carbonique permet d’éviter les problèmes d’entartrage ou de corrosion des canalisations. De ce fait, l’eau doit être la plus proche possible de l’équilibre en bicarbonate de calcium, dioxyde de carbone et carbonate de calcium. Les eaux insuffisamment minéralisées dites agressives sont neutralisées ou reminéralisées. Alors que les eaux trop minéralisées dites incrustantes sont soumises à une décarbonatation.

Évidemment, pour que la désinfection soit efficace, elle doit être réalisée sur une eau de bonne qualité. La teneur en matières en suspension doit être aussi réduite que possible, et au maximum égale à 1 mg/L. Effectivement, les bactéries et surtout les virus s’agglomèrent sur les matières en suspension, ce qui les protègent de l’effet des désinfectants.

La teneur en matières organiques, en carbone organique total et surtout en carbone organique assimilable ou en carbone organique dissous biodégradable doit être la plus faible possible, sinon l’eau va consommer le résiduel de désinfectant, ce qui :

• entraînera un surdosage de ce réactif,
• ne facilitera pas le maintien d’un résiduel dans le réseau sauf rajouts en différents points de celui-ci,
• permettra la régénération de certaines bactéries en cours de distribution,
• fera apparaître des sous-produits nuisibles.

Il faut cependant que la recherche de la réduction de formation des trihalométhanes (ou haloformes) ne s’effectue pas au détriment de l’efficacité de la désinfection elle-même.

À noter que la méthode de désinfection à mettre en œuvre pour traiter l’eau et les installations dépend essentiellement du type et de la concentration des microorganismes et des propriétés physiques et chimiques de l’eau.

Quel dosage ?

• Chlore

Le maintien d’un taux de 0,5 mg.L-1 de chlore libre, pendant un temps de contact de 30 min (C.T = 15) à pH inférieur à 8, permet de d’éliminer les bactéries pathogènes et les virus de la poliomyélite ; mais il est possible de voir apparaître des goûts et des trihalométhanes dans le réseau en présence de carbone organique total.

• Dioxyde de chlore

Le maintien d’un taux de 0,2 mg.L-1 pendant 15 min (C.T = 3) assure une protection efficace. L’effet rémanent est important, mais il n’est pas souhaitable, et même interdit dans certains pays comme la France, d’utiliser une dose trop importante de dioxyde de chlore car il a été reconnu comme toxique et communique à l’eau une saveur métallique désagréable.

• Ozone

Le maintien d’un taux de 0,4 mg.L-1 pendant 4 min (C.T = 1,6) est recommandé pour l’élimination des bactéries pathogènes et des poliovirus. A 5 °C un C.T égal à 2 semble nécessaire pour assurer l’élimination des kystes de Giardia et supérieur à 15 pour les oocystes de Cryptosporidium. Dans ces conditions, il serait impératif de vérifier que la mise en œuvre d’un tel traitement n’entraîne pas la formation de sous-produits d’oxydation indésirables, notamment les bromates (BrO3-) qui sont considérés comme dangereux à des valeurs < 10 µg/L.

La désinfection par l’ozone exige que l’eau à ozoner ne contienne plus de manganèse soluble (Mn2+) sous peine de communiquer à l’eau une couleur rose. Cette couleur évolue ensuite vers le brun-marron suite à la précipitation de MnO2.

Il convient de ne pas utiliser l’ozone comme désinfectant dans l’étape ultime du traitement. Il faut ensuite prévoir une filtration sur charbon actif en grains qui aura pour objectif de réduire les concentrations en carbone organique dissous biodégradable afin de limiter les risques de reviviscence dans le réseau de distribution.

• Chloramines

Elles ne sont pratiquement pas utilisées pour leur effet bactéricide (beaucoup trop faible), mais plutôt comme un « bactériostatique » sur le réseau vu leur effet rémanent, tout particulièrement dans la distribution des eaux relativement chaudes (25°C ou plus), car elles sont plus stables que le chlore libre à cette température. Dans les pays où est accepté un fort taux de désinfectant résiduel au robinet du consommateur, l’emploi des chloramines se développe après une désinfection effectuée soit à l’ozone soit au chlore (effet bactéricide).

• Rayonnement UV

Afin de désinfecter l’eau potable, vu les très bonnes transmittances (tr > 90% m-1) sur des eaux <1 NTU (Nephelometric Turbidity Unit), des doses de 20 à 40 mJ/cm² sont recommandable et l’emploi de systèmes utilisant des lampes moyenne pression s’impose (faible nombre de lampes – faible encombrement…).

Les solutions Endress+Hauser ?

Endress+Hauser propose une large gamme de capteurs de chlore libre, de dioxyde de chlore, de chlore total, d’ozone et de brome libre permettant d’assurer la désinfection de l’eau potable, de l’eau de process et de l’eau recyclée, ainsi que l’eau de piscine ou de mer, dans le respect de la réglementation.

Voici quelques produits à disposition :

Capteur de chlore ampérométrique Memosens CCS51D :

Le capteur de chlore libre Memosens CCS51D est un capteur de mesure en continu du chlore libre basé sur le principe de mesure ampérométrique. Associé à un capteur de pH Memosens CPS31E, il permet la surveillance en continu de la désinfection. Le capteur CCS51D est doté d’une membrane diminuant le temps de polarisation lors de la mise en service et optimisant le temps de réponse pour la mesure. Il en résulte une meilleure stabilité du signal. Lorsqu’il est installé en dérivation dans la chambre de passage Flowfit CYA27 et monté sur une platine d’analyse de l’eau potable, le débit minimum requis est de seulement de 5 L/h. Même en cas d’absence prolongée de chlore, le capteur répond rapidement et garantit un signal stable dès lors qu’il est à nouveau en présence de chlore.

Transmetteur multi-paramètres Liquiline CM442 :

Le transmetteur Liquiline CM442 vous permet de raccorder jusqu’à 2 capteurs d’analyse Memosens de votre choix parmi plus de 12 paramètres de mesure. Il offre une reconnaissance automatique des capteurs, une utilisation facile et des pièces de rechange standardisées avec tous les autres appareils de la plateforme Liquiline. Grâce à ses entrées, ses sorties, ses options de contrôle et ses modules mathématiques, vous pouvez même piloter vos systèmes de nettoyage ou vos pompes doseuses. La fonctionnalité Heartbeat Technology vous aide à trouver l’équilibre idéal entre la disponibilité des points de mesure et les coûts de maintenance.

La plateforme de transmetteurs Liquiline est évolutive et permet, par ajout de modules électroniques, d’ajouter jusqu’à 8 voies de mesure.

Chambre de passage Flowfit CYA27 :

La chambre de passage Flowfit CYA27 permet l’installation de capteurs de mesure en by-pass. Elle est modulaire et permet d’installer jusqu’à 6 capteurs de mesure d’affilée. Le débit d’échantillonnage minimal requis pour les capteurs installés dans la chambre de passage est de 5 L/h. Ce qui permet un contrôle précis des procédés tels que la désinfection avec une perte d’eau minimale. La chambre offre diverses options de montage, une vanne de prélèvement intégrée ainsi qu’un module de nettoyage et de dosage. La surveillance du débit vous permet de vous assurer que votre mesure est toujours opérationnelle et fiable.