Traitement de l’eau et adoucisseur d’eau

Qu’est ce que le traitement de l’eau ?

Le traitement de l’eau est une modification de sa composition. Le plus souvent, on traite l’eau afin de lui ôter des éléments indésirables qu’elle contient. Ces éléments peuvent être de toutes sortes : des minéraux (calcium, magnésium etc.), des particules en suspension (sable, limons, rouille etc.), des bactéries (ou des virus), des boues, du tartre, des polluants (métaux lourds, pesticides, nitrates, résidus médicamenteux etc.).

Les procédés qui assurent ce traitement peuvent se ranger dans deux familles : les procédés « physiques » et les procédés « chimiques ». Les procédés physiques retirent les éléments indésirables et/ou modifient leur structure mais sans additifs, en utilisant une source d’énergie non polluante. Les procédés chimiques eux aussi retirent les éléments indésirables ou modifient leur structure en ajoutant à l’eau des additifs souvent très polluants.

Suivant le ou les besoin(s), on pourra traiter l’eau de différentes manières. On distingue la filtration, qui permet d’extraire les impuretés de taille moyennes (le sable, les bouts de chanvres etc.) et la purification, qui élimine les éléments de très petite taille (polluants, pathogènes, bactéries, virus…). On retrouve également des procédés qui permettent de supprimer les boues et de s’affranchir des dégâts liés au calcaire ou à la corrosion.

Les Procédés chimiques de traitement de l’eau :

Lorsqu’il s’agit de traiter l’eau, les solutions les plus souvent utilisées sont chimiques :

En ajoutant des additifs dans l’eau, on peut par exemple la désinfecter, faciliter sa coagulation et sa dénitratation, supprimer le tartre ou les boues…

L’oxydation : lorsque l’eau contient trop de matières organiques, d’ammoniac, de fer ou de manganèse. On utilise alors du chlore ou de l’ozone.

La coagulation : pour faciliter et accélérer la décantation lorsqu’on l’utilise, il est possible de faire coaguler entre elles les particules (chargées négativement) à éliminer. Elles sont alors plus grosses et plus lourdes, donc floculent mieux et sont plus facilement filtrées. Cette coagulation est alors forcée, par ajout de sels métalliques fer ou aluminium (chargés positivement).

Processus de décantation

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Désinfection : pour éliminer les pathogènes (les bactéries et les virus) potentiellement porteuses de maladies, on utilise, comme pour l’oxydation, du chlore et/ou de l’ozone.

Bactéries au microscope électronique

Dénitratation : lorsque l’eau est trop chargée en nitrate, on peut utiliser des résines « échangeuses d’ions ». Celles-ci remplacent les ions nitrates par d’autres ions (chlorure ou carbonate). La dénitratation « biologique » transforme ces ions nitrate en azote gazeux, grâce à des bactéries.

Désembouage : dans les circuits où l’eau est « dure », de la boue peut apparaître, particulièrement lorsque l’eau est chaude, ou qu’elle subît des variations de température. Les boues peuvent alors obstruer les canalisations, endommager le matériel etc. Pour traiter ces problèmes, les industriels proposent des solutions très concentrées, et le plus souvent très acides, pour éliminer les boues dans le réseau. Ces produits sont constitués de dispersant, de filmogène, d’inhibiteur de corrosion… Il est nécessaire de renouveler l’opération régulièrement.

Détartrage : le calcaire apparaît lorsque la concentration en calcium et en magnésium est importante dans l’eau. Ces deux éléments cristallisent ensemble et forment le tartre entartrant. Une fois déposé, le calcaire obstrue les canalisations, bloque les mécanismes de plomberie (robinets, vannes…), les endommage voire les casse. Le tartre provoque des pertes de pression, des pertes énergétiques et devient un habitat idéal pour les bactéries. Pour traiter le tartre chimiquement il faut injecter des produits acides qui attaquent et désagrègent le calcaire.

Tuyaux fortement entartrés

Ces procédés sont efficaces et tout à fait maitrisés aujourd’hui en France. Cependant, l’ajout de produits chimiques dans l’eau ne se fait pas sans contrepartie, certaines de ces molécules règlent une problématique, mais peuvent en créer une autre par ailleurs. L’utilisation d’un adoucisseur à sel traite le calcaire, mais favorise la corrosion et détruit les minéraux de l’eau, la rendant impropre à la consommation.

Autre exemple : le chlore, très largement utilisé dans le traitement de l’eau, est à l’origine d’une molécule néfaste : le trichloramine. Celui-ci irrite les yeux et les muqueuses, à la piscine par exemple. Si les utilisations d’ajouts chimiques sont les solutions « par défaut » les plus répandus, les solutions les plus écologiques, et souvent les plus saines, restent les traitements « physiques ».

Les procédés physiques de traitement de l’eau :

Les procédés physiques de traitement de l’eau existent, et même s’ils sont moins répandus que les procédés chimiques, ils sont souvent de meilleur qualité. Sans ajouter d’additifs, il est possible de répondre physiquement aux problèmes d’entartrage, de corrosion, de pollution, de contamination, de boues etc.

Filtration : la filtration consiste à extraire de l’eau les éléments nocifs qu’elle contient. On distingue la filtration de la purification par la taille des éléments qu’elles permettent l’une et l’autre de supprimer : la filtration capte les éléments relativement petits (sables, limon, bout de chanvre, particules de rouille…), la purification capte les éléments bien plus petits (voire « désinfection » et « dépollution »).

Pour filtrer l’eau, il faut la faire passer dans un corps « filtrant » : un tamis, une brosse etc., dans laquelle l’eau passe librement, mais pas les particules en suspension. Il est également possible de laisser l’eau « décanter » : quand elle n’est plus agitée, les particules en suspension (qui sont plus lourdes que l’eau pour la plupart) tombent au fond du bassin. Il est alors très facile de les prélever.

Désinfection : on peut désinfecter l’eau par UV ou par purification mécanique. Les rayons UV, lorsqu’ils sont correctement utilisés, ont la capacité de détruire les pathogènes (bactéries, virus protozoaires)

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Il est également possible d’éliminer ces indésirables par des « filtrations » de grande précision en utilisant, par exemple, en plus de filtres, du « charbon actif » qui a la propriété de capter ces pathogènes ainsi que d’autre polluants de petite taille.
Il existe également des charbons actifs dits « biologiques » qui contiennent des micro-organismes qui consomment les matières organiques.

Dépollution : les charbons actifs précédemment cités, lorsqu’ils sont astucieusement associés à des filtres à tamis, filtres à sédiments et filtres antibactériens, peuvent filtrer toutes sortes de pollution, même de très petite taille : métaux lourds, résidus médicamenteux, pesticides, nitrates, résidus radioactifs…

Détartrage : le calcaire apparaît lorsque la concentration en calcium et en magnésium est importante dans l’eau. Ces deux éléments cristallisent ensemble et forment le tartre incrustant. Une fois déposé, le calcaire obstrue les canalisations, bloque les mécanismes de plomberie (robinets, vannes…), les endommage voire les casse. Le tartre provoque des pertes de pression, des pertes énergétiques et devient un habitat idéal pour les bactéries, il est donc impératif de le traiter.

Physiquement on peut le traiter par cavitation hydrodynamique : dans des chambres de cavitation prévues à cet effet, les molécules de calcium, de magnésium et de silicium viennent s’agglomérer autour des ions zincs provenant d’anodes sacrificielles en amont. En s’agglomérant, ces molécules deviennent plus grosses, et électriquement neutres, elles ne sont alors plus incrustantes, et ne se déposent plus sur les parois des canalisations. Qui plus est, on peut progressivement, grâce à ce procédé, « nettoyer » de l’intérieur les canalisations déjà entartrées.

Corrosion : La corrosion provient d’une réaction chimique entre l’eau, les gaz présents dans l’eau et le métal des canalisations. Cette réaction détruit les tuyauteries de l’intérieur. On peut alors avoir des fuites d’eau, des pertes de débit, et le bon fonctionnement des mécanismes (robinetteries, vannes etc.) devient impossible.
Pour empêcher totalement la corrosion, il faudrait ne pas avoir de gaz, ne pas avoir de métal, ou ne pas avoir d’eau. Il est donc impossible de ne pas avoir de corrosion, à moins d’utiliser une tuyauterie 100 % plastique, ou de ne pas y faire circuler d’eau. (Des gaz sont toujours présents dans l’eau).

En revanche, même s’il est impossible de ne pas avoir de corrosion, il est possible d’en protéger la tuyauterie : en utilisant des anodes sacrificielles, en zinc par exemple. Puisque leur potentiel électrochimique est plus faible que celui des matériaux utilisés pour la plomberie, celles-ci se dégradent lentement, à la place des tuyauteries.
En soi, on pourrait presque considérer cette solution comme « chimique », puisqu’on ajoute à l’eau des ions zinc, cependant, cet élément est tout à fait sain. On trouve des ions Zinc dans les tartes aux prunes, par exemple.
L’utilisation d’un dégazeur, si possible associé à un réacteur hydrodynamique, permet aussi de réduire fortement la teneur en gaz, donc le phénomène de corrosion.