Traitement de l’eau brute pour la rendre potable
En France , l’eau est prélevée pour les deux tiers dans les nappes d’eau souterraines. Ces nappes résultent de l’infiltration des eaux de pluie dans le sol puis de leur circulation dans le sous-sol, à travers une roche poreuse ou fissurée.
Le tiers restant provient des eaux qui s’écoulent à la surface du sol – appelées eaux superficielles ou eaux de surface – telles les rivières et les fleuves.
Ainsi, les captages sont majoritairement réalisés dans les nappes souterraines. Ces dernières, en effet, présentent des avantages indéniables : leur eau, épurée par le sol, est généralement de bonne qualité et moins vulnérable aux pollutions. A l’inverse, les eaux superficielles sont exposées à tous les
types de pollutions et de disponibilité variable selon les saisons.
Cependant l’eau brute captée en milieu naturel n’est pas toujours potable. Elle doit alors être acheminée par des canalisations jusqu’à une usine spécialisée dans le traitement de l’eau, qui la rend « potable » c’est à dire consommable sans risque.
Protéger la santé
A partir des recommandations émises par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), des réglementations nationales et internationales ont été mises en place afin d’éviter la présence de micro-organismes et de substances chimiques indésirables dans l’eau potable.
Les étapes de la production d’eau potable
L’eau brute subit donc plusieurs traitements :
Dégrillage et tamisage : L’eau est d’abord filtrée à travers une grille afin d’arrêter les plus gros déchets, puis elle passe dans des tamis à mailles fines retenant des déchets plus petits.
Clarification : elle permet de rendre l’eau limpide en la débarrassant des petites matières en suspension qu’elle contient.
Floculation/coagulation et décantation : Un produit chimique (chlorure de fer ou sulfate d’aluminium) est ajouté à l’eau qui provoque le regroupement (agglomération )des particules encore présentes (poussières, particules de terre, etc.). en flocons. Ceux-ci s’agglomèrent et se
déposent au fond du bassin par décantation.
90 % des matières en suspension (MES) sont ainsi éliminées.
Filtration :
Pour éliminer les 10 % de MES restantes, l’eau traverse un filtre, lit de sable fin et/ou un filtre à
charbon actif. La filtration sur sable élimine les matières encore visibles à l’oeil nu.
Les filtres à charbon actif retiennent en plus les micro-polluants, comme les pesticides et leurs sous-produits, les composés à l’origine des goûts et des odeurs (cette filtration peut avoir lieu après la désinfection également car ils retiennent également des sous-produits de désinfection)
Il existe des procédés de filtration encore plus poussés comme la filtration sur membranes.
Désinfection : c’est la dernière étape : elle élimine tous les micro-organismes qui pourraient être dangereux pour notre santé.
Ozonation : L’eau est désinfectée grâce à l’ozone, qui a une action bactéricide et antivirus. Ce gaz,mélangé à l’eau, agit aussi sur les matières organiques en les cassant en morceaux. Il améliore
également la couleur et la saveur de l’eau.
Chloration. Du chlore est ajouté à la sortie de l’usine de production et sur différents points du réseau de distribution afin d’éviter le développement de bactéries et de maintenir la qualité de l’eau tout au long de son parcours dans les canalisations.
traitement des eaux usées
Les stations d’épuration sont tenues de traiter l’eau afin que lors de sa restitution dans le milieu naturel (rivière, fleuve,…) la qualité de l’eau respecte un cahier des charges (JO de la RF: arrêté 2février 1998 ) en termes de MES, pH, DCO, DBO, azote, métaux , etc…
Dans les stations, les traitements varient selon la nature des eaux usées et de la sensibilité à la pollution du milieu récepteur. Ils nécessitent des étapes successives faisant appel à des procédés
physiques, chimiques, physico-chimiques et biologiques.
Les principales étapes :
Le dégrillage : à l’arrivée dans la station, les eaux usées passent à travers des grilles qui retiennent les déchets solides les plus grossiers (papiers, matières plastiques…). Il s’agit d’une simple étape de séparation physique.
Le dessablage : il permet d’ôter le sable et les graviers des eaux usées, qui se déposent au fond d’un bassin où ils sont récupérés Le déshuilage et dégraissage : l’injection de bulles d’air permet de faire remonter les huiles et les graisses en surface d’où elles sont éliminées
La floculation/décantation : ce traitement physico-chimique permet d’éliminer une forte proportion
des matières en suspension.
Le traitement biologique : le coeur du traitement consiste à faire dégrader les matières organiques dissoutes par des bactéries naturellement présentes dans ces eaux. Des dispositifs d’aération permettent d’insuffler de l’oxygène aux bactéries qui se développent en se nourrissant des matières
organiques.
Quelques exemples de techniques de traitement biologique :
Les boues activées : ce procédé imite l’épuration naturelle observée dans les cours d’eau, en l’intensifiant : l’eau, dans laquelle on insuffle de l‘air, est brassée pour faire se multiplier rapidement les microorganismes épurateurs, qui évoluent librement dans les eaux sales. Les bactéries ainsi
sollicitées sont ensuite séparées de l’eau par décantation.
Le lagunage : ce procédé, plus rustique, revient à laisser faire la nature, en exposant les eaux usées à la lumière du soleil dans une série de bassins de faible profondeur. Les microalgues vivant dans ces eaux s’y développent. Elles dégagent ainsi de l’oxygène qui, ajouté à celui qui s’échange entre l’air et l’eau permet aux bactéries épuratrices de vite se reproduire.
Les biofiltres : ce procédé s’inspire de l’épuration naturelle opérée par les sols : l’eau usée passe à travers une couche formée de petites billes sur lesquelles les microorganismes épuratoires de cette eau affectionnent de se fixer. Le système est aéré artificiellement
La clarification : elle permet de séparer par décantation l’eau des bactéries qui forment des boues.
Les eaux clarifiées sont acheminées vers une canalisation de sortie tandis que les boues sont évacuées vers la filière de traitement des boues.
L’eau qui sort d’une station de traitement des eaux usées n’est pas potable car elle contient encore des polluants et une charge microbienne résiduelle de faible concentration, que le milieu récepteur est en mesure de traiter naturellement.
Bibliographie :
Arrêté du 2 février 1998 dans le Journal Officiel de la république Française publié le 3 mars 1998.
Site de l’observatoire national des services d’eau et d’assainissement
Dossier CNRS sur l’eau
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/potable/traitEau.html
Présentation sur le traitement pour eau potable de l’École des Ponts Paris Tech (ENPC)
http://www.enpc.fr/cereve/HomePages/thevenot/Eau-Potable-Traitement-2005.pdf
Dossiers de l’Agence de l’ eau Rhône Méditerranée Corse
http://www.eaurmc.fr/espace-dinformation/brochures-dinformation/scolaires.html
Site Eduscol Culture Sciences Chimie :http://culturesciences.chimie.ens.fr/dossiersdossierstransversaux-
eau-DosTransversalEau.html
