VODAFLOR L'eau structurée par Vortex Dynamisation et restructuration de l'eau

Principes de purification de l’eau

par STÉPHANE ROLLI , PDG de la société CONFORT et EAU (24750-Trélissac)

AVANT PROPOS
La purification de l'eau reste un exercice difficile, en fonction de l'eau de départ, du choix des substances et des quantités à extraire, du type de filtration, du type de support à la purification, de sa capacité d'échange, du temps de contact nécessaire, et de la durée de vie de ce dernier, ou sa durée de cycle de purification. Il faut ajouter à cela, la possible fluctuation de la qualité de l'eau, et le taux de saturation du support de purification, ou le taux d'usure progressif du système de filtration, les variations de pression et les variations de débit, et les quantités d'eau à produire. Il faut également tenir compte des problèmes engendrés par le stockage, et les contraintes de distribution. Enfin, il faut aussi tenir compte de la qualité de l'eau souhaitée au final.

DÉFINITION

La purification de l'eau regroupe l'ensemble des techniques et méthodes permettant d'obtenir de l'eau de process à partir d'eau potable. Une eau est dite potable quand elle satisfait à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la consommation humaine. Les standards de référence dans ce domaine diffèrent selon les époques et les pays et selon l'autorité en charge de cette définition dans certains pays. (Wikipédia)

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Le concept de « potabilité » varie à travers le monde, fruit d'un contexte historique, scientifique et culturel local. Il détermine la question de l'accès à l'eau, puisque une eau de bonne qualité est essentielle au développement économique et humain. Les paramètres pouvant être réglementés sont en général :

  • La qualité organoleptique (couleur, turbidité, odeur, saveur)

  • Certains paramètres physico-chimiques naturels (température, pH, chlorures : 200 mg/l, sulfates : 250 mg/l, etc.)

  • Des substances dites indésirables (nitrates : 50 mg/l, nitrites, pesticides, etc.)

  • Des substances toxiques (arsenic, cadmium, plomb, hydrocarbures, etc.)

  • Des paramètres microbiologiques (l'eau ne doit pas contenir d'organismes pathogènes, dont coliformes fécaux).

Potable n'est pas pure ! La potabilité de l'eau est généralement sans conteste en France, et les compagnies des eaux qui en ont la charge, le font rigoureusement. Des prélèvements et des analyses sont effectués chaque jour, pour s'assurer de cette potabilité. Sans mettre en doute cette potabilité, il est important de rappeler ce qu'est l'eau potable : c'est une eau dont on accepte qu'elle transporte un certain nombre de polluants, dans une certaine quantité.

Une eau potable peut être proche de l'eau pure (chacun des paramètres mesurés proches de 0), ou très polluée, (chacun des paramètres mesurés proches du maximum). Inversement, une eau non potable peut être à la fois quasiment pure (chacun des paramètres mesurés proches de 0), et dépasser très légèrement le maximum sur une seule mesure, la rendant aux yeux de la réglementation « non potable ».

Autre problématique de la définition de l'eau potable : les paramètres sont soit exprimés en limites ou soit en références de qualité (Arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine, mentionnées aux articles R. 1321-2, R. 1321-3, R. 1321-7 et R. 1321-38 du code de la santé publique). Les limites font qu'une eau est potable ou non, les références ne sont données qu'a titre d'information. C'est le cas notamment de l'aluminium, avec comme référence de qualité 200 μg/ litre.

Les références de qualité :
Paramètres microbiologiques : Bactéries coliformes; Bactéries sulfito-réductrices y compris les spores; Numération de germes aérobies revivifiables à 22°C et 37°C; Paramètres physico-chimiques; Aluminium total; Ammonium (NH4+); Carbone organique total (COT); Oxydabilité au KMnO4; Chlore libre et total; Chlorites Chlorures; Conductivité; Couleur; Cuivre; Équilibre calcocarbonique (agressivité); Fer total; Manganèse; Odeur.

Les limites de qualité :
Paramètres microbiologiques : Escherichia coli (E.coli) Entérocoques; Paramètres physico-chimiques; Acrylamide; Antimoine; Arsenic; Baryum; Benzène; Benzo (a) pyrène; Bore; Bromates; Cadmium; Chlorure de vinyle; Chrome; Cuivre; Cyanures totaux; Dichloroéthane-1,2; Epichlorhydrine; Fluorures; Hydrocarbures aromatiques polycycliques; Mercure Total; Microcystines; Nickel; Nitrates Nitrites; Pesticides (substance individualisée) sauf : aldrine, heptachlore, dieldrine, heptachlorépoxyde (par substance individuelle) Pesticides totaux (détectés et quantifiés); Plomb; Sélénium; Tétrachloroéthylène et Trichloroéthylène; Total trihalométhanes (THM); Turbidité.

Autrement dit la notion d'eau potable n'indique en rien, sa pureté. Enfin, les interactions entre substances n'entrent pas en compte dans les paramètres de la potabilité. C'est dans ce contexte que la purification de l'eau intervient : aussi infimes soient les quantités, la purification de l'eau doit permettre de les ramener au plus proche de «zéro».

POTABLE POUR QUI ?

eau-robinet-potable-ou-pasLes éléments précités nous amènent à cette question : potable pour qui ou pour quoi ? Une partie de la définition de l'eau potable nous donne la réponse : une eau de bonne qualité est essentielle au développement économique et humain.

Ce n'est pas par hasard que « développement » précède « humain », les usagers de l'eau potable ne représentent que 24 % de la consommation générale de l'eau potable en France (données IFEN 2006, chiffres pour l'année 2001, représentative des dernières années), le reste de la consommation étant répartie entre l'industrie et l'agriculture, premiers consommateurs. De surcroit, selon la Direction Générale de la Santé, seulement 7 % de l'eau potable est utilisée à usage alimentaire dont 1 % pour la boisson seulement (Dossier d'information DGS, 7 septembre 2005). En d'autres termes l'eau de boisson ne représente au finale que 0,24 % de la consommation globale et l'eau destinée à l'usage alimentaire 1,68 %. L'eau distribuée aujourd'hui est essentiellement une eau destinée à des besoins non alimentaires. Cependant, certains polluants sont également nocifs en contact corporel, ou par inhalation.

Potable, des normes sur mesures ?

Enfin, les normes de l'eau potable sont également liées à la qualité naturelle de l'eau disponible dans le pays. Compte-tenu des types de consommation, et des proportions par type, il apparaît comme évident que les pouvoirs publics ne peuvent pas prendre le risque de monter les critères de potabilité de l'eau, au-delà de ce que les réserves d'eau disponibles peuvent offrir. Cela reviendrait à s'auto-infliger une pénurie d'eau potable, considérant que seul 1,68% est réellement à destination de l'alimentation en France ! C'est ainsi que de nombreux spécialistes demandent des normes plus sévères, sans jamais que leur cause soit entendue. C'est aussi ce qui explique les disparités des normes en fonction des pays. Ce sont ce que l'on appelle, des normes sur mesures !

FILTRATION 

 Les méthodes de filtration : Comme pour beaucoup de choses, il y a, dans les méthodes de filtration, de nombreuses voies possibles, mais par souci de simplification, je n'en retiendrais que deux : la filtration membranaire, et la filtration sélective.

La filtration membranaire, dite «physique» regroupe toutes les filtrations qui filtrent sur le principe de la taille de filtration. On appelle également cette filtration, filtration aveugle (en opposition à la filtration sélective). On y retrouve l'osmose inverse, l'utra-filtration, la nano-filtration, la micro-filtration, la céramique, etc.

  • Principe : L'eau est projetée contre une paroi semi-perméable, la plupart du temps en matière plastique, et parfois en céramique ou coton.
  • Résultats : Les résultats varient en fonction de la perméabilité de la membrane de départ, de sa résistance au vieillissement ou à l'usure. Le taux de calcaire intervient également sur la qualité des résultats, perturbant le bon fonctionnement de la membrane.
  • Avantages : Simple, et facile à mettre en oeuvre. Faible coût Faible encombrement.
  • te taille, plus l'eau est décapée, ce qui donne dans les cas de l'osmose inverse par exemple, une eau « morte » n'ayant que peu d'intérêt dans le cadre du vivant.

La filtration sélective dite « chimique », regroupe toutes les filtrations qui filtrent sur le principe de séquestration de substances sur un support. On y retrouve les filtres à charbon actif, les résines, etc.

  • Principe : Quand l'eau traverse ces filtres, elle dépose les substances souhaitées.
  • Résultats : Variables en fonction du taux de matière à retenir, de la qualité du support, du volume déjà filtré, du temps de contact et de la vitesse de passage.
  • Avantages : Volume de purification important. Débit conservé. Production directe. Structure de l'eau respectée .Filtration souvent durable (plusieurs années).
  • Inconvénients : Coût, phénomènes de re-largage si saturation, complexe à mettre en oeuvre.

LES SUBSTANCES À FILTRER
Toutes les composantes de l'eau ne sont pas polluantes, une partie d'entre elles est utile, et une autre partie sans action. Voici la liste des polluants (généralement utilisée) à extraire de l'eau
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➡ Le chlore, les goûts et odeurs
➡ Les métaux lourds (Arsenic, Cadmium, Chrome, Mercure, Nickel, Plomb, Sélénium et Zinc.)
➡L'aluminium
➡ Le fer ferreux et ferrique
➡ Les bactéries post filtration
➡ Les nitrates et sulfates
➡ Le calcaire
➡ Produits chimiques
➡ Produits organiques
➡ Produits médicamenteux
➡ Produits pétroliers


Cette liste ne se veut pas exhaustive. En contre partie de ces polluants, il reste les minéraux dont d'aucuns diront qu'ils sont utiles à notre organisme et d'autres affirmeront l'inverse, et les oligo-éléments qui semblent faire l'unanimité quant à leurs effets bénéfiques. Enfin reste la molécule d'eau, chargée également de son vécu et de son énergie, si tant est que le système de filtration utilisé les ait respectés.

LA CONNAISSANCE DE L’EAU : UNE ÉTAPE DÉTERMINANTE

eau-du-reseau-potableAvant toute action de purification, il est une étape indispensable : la connaissance de l'eau.

Comment peut-on garantir à l'utilisateur un résultat, sans au préalable s'être enquis des problématiques de l'eau dont il dispose et de leurs importances ? C'est pourtant en ces termes que des milliers de carafes filtrantes et autres filtres sont vendus dans le commerce, vantant les bienfaits d'une eau enfin purifiée, sans même en connaître les particularités locales ! Comment cette même carafe, cette cartouche, pourraient-elles filtrer « x » litres ou filtrer pendant «x» jours, des eaux qui peuvent être diamétralement opposées ? Viennent s'ajouter à cela les problématiques plus ou moins variables en fonction des saisons, des intempéries, ou de la population.

Elaborer un système de purification de l'eau.

A partir des éléments précités, élaborer un système de filtration efficace reste une opération complexe. Il faut pour cela tenir compte :

➡ Des problématiques locales de l'eau de départ
➡ Des exigences de l'utilisateur quant à la qualité recherchée
➡ Des consommations que compte faire l'utilisateur, en débit instantané et en consommation journalière.
➡ Des capacités des éléments filtrants, et de leurs conditions d'utilisation.
➡ Des contraintes de coût (investissement et entretien)
➡ Des contraintes techniques (emplacement, hauteur manométrique, perte de charge)

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