Eléments d'analyse de l'eau  

NORMES DE POTABILITE

Eau potable : on peut la boire sans risque pour la santé

Afin de définir précisément une eau potable, des normes ont été établies qui fixent notamment les teneurs limites à ne pas dépasser pour un certain nombre de substances nocives et susceptibles d’être présentes dans l’eau. Le fait qu’une eau soit conforme aux normes, c’est-à-dire potable, ne signifie donc pas qu’elle soit exempte de matières polluantes, mais que leur concentration a été jugée suffisamment faible pour ne pas mettre en danger la santé du consommateur.

Selon ces normes, une eau potable doit :

• Etre exempte de germes pathogènes (bactéries, virus) et d’organismes parasites, car les risques sanitaires liés à ces micro-organismes sont grands.
• Contenir certaines substances chimiques qu’en quantité limitée : il s’agit en particulier de substances qualifiées d’indésirables ou de toxiques, comme les nitrates et les phosphates, les métaux lourds, ou encore les hydrocarbures et les pesticides, pour lesquelles des " concentrations maximales admissibles " ont été définies.
• À l’inverse, la présence de certaines substances peut être jugée nécessaire comme les oligo-éléments indispensables à l’organisme.
• Etre une eau agréable à boire : elle doit être claire, avoir une bonne odeur et un bon goût. Pour avoir bon goût, il lui faut contenir un minimum de sels minéraux dissous (de 0,1 à 0,5 gramme par litre), lesquels sont par ailleurs indispensables à l’organisme.
• Ne doit pas corroder les canalisations afin d’arriver "propre" à la sortie des robinets.

Une eau potable doit aussi être agréable à boire :
elle doit être claire, avoir une bonne odeur et un bon goût.

Limites de toxicité

Pour déterminer à partir de quelle concentration certaines substances chimiques sont toxiques à court terme, ou quels sont leurs effets cumulés à long terme, deux approches scientifiques sont disponibles : l’expérimentation ou l’épidémiologie.
L’expérimentation consiste à tester ces substances sur des cellules animales ou humaines ou directement sur des animaux.
L'épidémiologie consiste à suivre l’état de santé des populations exposées à ces substances et à le comparer à celui des populations vivant dans des conditions semblables mais non exposées à ces mêmes substances. De telles études sont indispensables pour établir des normes.

Quantifier

Il est cependant impossible à l’heure actuelle de quantifier les effets à long terme des substances cancérogènes, lesquels n’apparaissent parfois qu’après plusieurs dizaines d’années, et de déterminer s’il existe un seuil en dessous duquel l’ingestion d’une telle substance serait sans effet. On estime donc que ce seuil n’existe pas, c’est-à-dire que plus la quantité ingérée est faible, plus l’effet est petit. La dose limite à ne pas dépasser est alors fixée de manière à ce que son effet, estimé en terme de probabilité de risque sur une très large population, soit très faible, compte tenu de la consommation quotidienne d’eau des individus durant toute leur vie et de la plus grande vulnérabilité des enfants et des nourrissons.

Normes

Les normes ne font donc que définir, à un moment donné, un niveau de risque acceptable pour une population donnée. Elles dépendent étroitement des connaissances scientifiques et des techniques disponibles, dans le domaine des risques sanitaires et celui de l’analyse chimique. Elles peuvent donc être modifiées à tout moment en fonction des progrès réalisés.
Tous les pays du monde ne suivent pas les mêmes normes. Certains pays édictent leurs propres normes. D’autres adoptent celles conseillées par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). En Europe, elles sont fixées par la Commission des communautés européennes. Aujourd’hui, 63 paramètres contrôlent la qualité de l’eau des Européens. En France, à la fin du XIXe siècle, 6 paramètres suffisaient à définir une eau potable. Les normes ont donc considérablement progressé. Elles continuent d’ailleurs à évoluer dans le sens d’une toujours plus grande exigence : ainsi, outre de renforcer la sécurité sanitaire ce qui se traduit notamment par une diminution draconienne de la concentration du plomb dans l’eau, la dernière directive européenne exige que les nouvelles normes soient appliquées non plus seulement aux points de captage, lors de la production, et sur le réseau public de distribution d’eau, mais également aux robinets. L’eau est aujourd’hui la denrée alimentaire la plus fortement réglementée au monde.

TRAITEMENT DE L'EAU

Le traitement d’une eau brute dépend de sa qualité, laquelle est fonction de son origine et peut varier dans le temps. L’eau à traiter doit donc être en permanence analysée car il est primordial d’ajuster le traitement d’une eau à sa composition et, si nécessaire, de le moduler dans le temps en fonction de la variation observée de ses divers composants. Il peut arriver cependant qu’une pollution subite ou trop importante oblige l’usine à s’arrêter momentanément.

Le traitement classique et complet d’une eau s’effectue en plusieurs étapes dont certaines ne sont pas nécessaires aux eaux les plus propres.

L’oxydation

Si les eaux à traiter contiennent beaucoup de matières organiques,voire de l’ammoniaque, du fer ou du manganèse, une étape d’oxydation préalable est nécessaire. Elle permet d’éliminer plus facilement ces substances au cours de l’étape suivante dite de clarification. On utilise pour cela un oxydant comme le chlore ou l’ozone.

La clarification

La clarification permet l’élimination des particules en suspension. Après son passage à travers des grilles qui retiennent les matières les plus grosses, l’eau est acheminée dans des bassins de décantation. Sous l’effet de leur poids, les particules gravitent vers le fond où elles se déposent. L’eau décantée est ensuite filtrée à travers une ou plusieurs couches d’un substrat granulaire, comme du sable, qui retient les particules résiduelles, les plus fines.
Pour faciliter cette étape, et éliminer les particules en suspension de très petites tailles, l’ajout d’un produit chimique (un coagulant) permet à ces particules de s’agglomérer. Plus grosses et plus lourdes, les nouvelles particules sont plus facilement décantées et filtrées. On appelle ce procédé la coagulation/floculation.

La désinfection

En fin de traitement, la désinfection permet l’élimination des micro-organismes pathogènes (bactéries et virus). On utilise pour cela soit un désinfectant chimique comme le chlore ou l’ozone, soit des rayonnements ultraviolets.
Il est important que ce traitement persiste tout au long du réseau afin qu’aucun germe ne puisse se développer dans les canalisations où l’eau peut séjourner plusieurs jours.

Dureté et acidité

Si besoin est, la dureté et l’acidité de l’eau sont corrigées afin de protéger les canalisations de la corrosion ou de l’entartrage.

Lorsque cette chaîne traditionnelle de traitement ne suffit pas, ce qui est de plus en plus souvent le cas compte tenu de la présence de quantités croissantes de certains polluants comme les nitrates et les pesticide, certains traitements spécifiques sont appliqués.

Adsorption sur charbon actif

Le procédé d’absorption, sur charbon actif notamment, permet d’éliminer, après traitement d’oxydation, des polluants organiques dissous comme certains pesticides ou hydrocarbures. Le charbon actif est utilisé soit sous forme de poudre lors de la floculation, soit en grains dans d’épais lits de filtration. Les molécules organiques, dont la taille a été réduite lors de l’oxydation, pénètrent et se fixent dans les pores du charbon actif. On utilise aussi parfois un charbon actif dit biologique, lequel possède, adsorbés sur ses parois, des micro-organismes grands consommateurs de matières organiques biodégradables. L’intérêt d’un tel procédé est qu’il permet d’extraire des micropolluants organiques sans employer de produits chimiques.
D’autres techniques ont également été développées en raison de l’augmentation de la teneur en nitrates des eaux brutes. Sont utilisées aujourd’hui dans certaines unités, la dénitratation au moyen de résines échangeuses d’ions qui permettent de remplacer l’ion nitrate par un autre ion sans danger, comme l’ion chlorure ou l’ion carbonate, ou la dénitrification biologique (utilisant des bactéries) qui permet de transformer l’ion nitrate en azote gazeux.

Si tous ces procédés permettent bel et bien d’améliorer significativement la qualité des eaux brutes, l’usage de réactifs chimiques ne va pas sans poser certaines difficultés. C’est le cas de l’usage du chlore comme désinfectant. En effet, en réagissant avec certaines molécules organiques, le chlore peut voir sa concentration dans l'eau diminuer rapidement sur le réseau de distribution, ce qui peut favoriser le développement de micro-organismes. Par ailleurs, ces réactions conduisent à la formation de produits dont certains sont suspectés de toxicité pour l'homme. Ils font d'ailleurs l'objet de normes spécifiques dans la dernière directive européenne sur la qualité de l'eau destinée à la consommation humaine. Les atouts du chlore demeure néanmoins réels, puisqu'il constitue toujours la meilleure garantie de préservation de la qualité microbiologique de l'eau durant son transport, de l'usine de traitement jusqu'aux habitations.
L’idéal serait bien sûr de pouvoir traiter l’eau sans avoir recours à des réactifs chimiques : c’est ce que permettent en partie aujourd’hui les procédés de filtration sur membranes.