Même si la réglementation française reste à ce jour laxiste par rapport à certains pays de l'Union européenne comme l'Allemagne notamment en matière de chloramines, la désinfection des eaux de piscines doit satisfaire à une réglementation très précise aux termes de laquelle une eau de piscine doit être à la fois désinfectée et désinfectante. Pour y parvenir, le chlore reste incontournable. Mais il peut être associé à d'autres traitements qui permettent d'améliorer l'environnement du baigneur, le bilan d'exploitation et l'empreinte environnementale d'une piscine.
Réalisé par
On dénombre en France 3 200 piscines publiques qui accueillent chaque année environ 17 millions d’adeptes. Des adeptes de plus en plus nombreux, mus par une palette de motivations très différentes qui peuvent être sportives, sanitaires et, de plus en plus fréquemment, ludiques. La hausse constante de la fréquentation observée ces dernières années participe à la modernisation d’un parc plutôt vétuste puisque 60 % des piscines recevant du public ont été construites il y a plus de 25 ans. Il s’agit le plus souvent d’installations classiques composées d’un ou de deux bassins exclusivement dévolus à la natation. Pas grand-chose à voir avec les nouveaux centres aquatiques et autres complexes qui ont fleuri ces dernières années dans plusieurs villes de France et qui intègrent, outre de nombreux bassins associant dimensions sportives et aspects ludiques, de nombreux équipements et infrastructures complémentaires telles que des patinoires, spas, solariums, fitness ainsi que des bars, restaurants, etc. Parmi les nombreuses raisons qui expliquent cette mutation, deux paraissent essentielles : la première tient à la sociologie du public qui s’est largement diversifiée ces dernières années mêlant désormais tous les milieux sociaux, toutes les tranches d’âges et toutes les moti-
…de la performance sportive jusqu’à la remise en forme, sans oublier la rééducation fonctionnelle liée à la présence d'un handicap ou d'une pathologie.
La seconde tient au fait que la fréquentation d’une piscine ou d'un centre nautique par le public est très étroitement corrélée à la qualité de l’ouvrage, à son implantation, à la diversité des équipements proposés et au niveau des prestations offertes. Conscients de cette réalité, beaucoup d’élus se sont lancés ces dernières années dans de grandes opérations de rénovation et plus souvent encore dans la construction de centres, dont le coût, sans rapport avec ce que représentait le coût d’une piscine il y a encore une trentaine d’années seulement, reste amortissable dès lors qu'il suscite l'adhésion du public.
Le centre Odyssée de Chartres (voir EIN n° 333), qui s’était fixé un objectif de 450 000 visiteurs par an et vient de passer le million d’entrées, illustre bien ce phénomène. Conçu par et pour une collectivité de taille moyenne (90 000 habitants), il offre, sur 3 800 m² de surface d'eau représentant un volume de 6 200 m³, une piscine olympique de 50 mètres divisible en deux bassins de 25 mètres capables d'accueillir plus de 2 000 spectateurs, une piscine de récupération de 25 mètres, une piscine de balnéothérapie et d'apprentissage, une pataugeoire intérieure et extérieure, des bassins ludiques, un toboggan animé, une rivière sauvage (la plus grande rivière à courant d'Europe), une fosse de plongée de 22 mètres de profondeur et un bassin à vagues extérieur de 500 m². Sans oublier de nombreuses autres installations de moins en moins annexes telles qu'une patinoire de 1 300 m², un espace fitness avec jacuzzi et un espace restauration.
Cette diversification des équipements proposés s'est accompagnée d’une hausse du niveau des prestations associées. La convivialité des lieux est désormais l’objet de toutes les attentions : recherche architecturale, modularité des volumes, éclairage, qualité des matériaux employés,
lutte contre le bruit (brouhaha), qualité de l’air et, bien sûr, la qualité de l'eau, une problématique récurrente dont les enjeux consistent à concilier agrément et sécurité sanitaire.
Concilier agrément et sécurité sanitaire
L’eau de piscine doit répondre à plusieurs…
Un dispositif innovant de transfert eau-air des sous-produits de la désinfection
Un procédé breveté de transfert eau-air des polluants a été développé dans le cadre de travaux de recherche menés au Laboratoire d’Étude et de Recherche en Environnement et Santé (LERES) de l’EHESP. Un dispositif pilote, réalisé en collaboration par la société Cifec, a été installé à la piscine de Cesson-Sévigné (35). Le principe de ce procédé (voir EIN n° 333) consiste à favoriser le transfert de l’eau vers l’air des sous-produits de désinfection les plus volatils (trichloramine, trihalométhanes) au niveau de la boucle de recirculation de l’eau des bassins, pour réduire la contamination de l’eau des bassins et de l’air du hall.
L’eau issue du bac tampon est introduite en pluie par le haut du réacteur à un débit d’environ 45 m³/h, soit 20 % du débit de recirculation de l’eau du bassin traité. Une fraction de l’eau accumulée dans le bas du réacteur est reprise avec un débit de recirculation d’environ 15 m³/h pour créer des remous en fond de bac. Tous les sous-produits de désinfection transférés de l’eau vers l’air du réacteur dans ces conditions sont évacués vers l’extérieur de l’enceinte à un débit d’environ 400 m³/h à l’aide d’un ventilateur. L’eau traitée est ensuite renvoyée dans le bac tampon.
Les résultats ont montré l’efficacité du procédé pour maîtriser les concentrations en chlore combiné et en trihalométhanes dans l’eau des bassins en faisant apparaître une diminution significative des sous-produits de désinfection dans l’eau, de 20 à 30 % selon les composés, à une charge donnée.
Le PHMB : l’alternative au chlore
De tous les traitements désinfectants des eaux de piscines, le Revacil (voir encadré) est bien le seul dont l’activité bactéricide n’est pas basée sur ses propriétés oxydantes. Or, c’est cette propriété oxydante qui rend très réactifs les produits chimiques habituellement utilisés (chlore, ozone, brome). Cette très grande réactivité des oxydants est leur atout principal (ils dégradent toutes les matières organiques), mais surtout leur gros inconvénient : ils réagissent de façon non spécifique avec toutes les matières organiques qui se trouvent dans l’eau, pour générer des sous-produits dont la toxicité est avérée pour l’homme (entre autres : NCl₃, CHCl₃ et autres THM).
Or avec le PHMB, rien de tout cela. Le PHMB n’est pas un oxydant. Le Revacil est une solution de PHMB à 20 % dans de l’eau. Il se présente sous la forme d’une solution aqueuse bleue avec une agréable odeur de lavandin.
Ce produit est disponible depuis les années 80 pour le traitement des eaux de piscines privées. Le PHMB est une matière active biocide qui est très utilisée dans des domaines aussi variés que les produits ménagers, certains savons, les produits cosmétiques, le traitement des eaux industrielles…
Cette molécule est connue depuis les années 60, ce qui permet d’avoir un recul intéressant quant à ses propriétés. Notamment en traitement des eaux de piscines, dont les premières applications datent des années 70 !
Le traitement des eaux de piscine est d’abord l’affaire de bureaux d’études spécialisés autonomes ou intégrés dans des sociétés spécialisées telles que Cillit, Cifec, Eurochlore, L’eau Pure, Aqualux, Tecnofil Industries, Imatec, Mareva ou Arch Water Products. Classiquement, il associe un traitement mécanique et un traitement chimique et s’effectue en deux grandes étapes : une coagulation puis filtration sur sable permet d’éliminer les matières en suspension et une partie de la matière organique, puis une désinfection de l’eau. La durée du cycle de traitement dépend des caractéristiques du bassin : de 1 h 30 pour des bassins de profondeur inférieure ou égale à 1,5 m à 4 heures pour des bassins de profondeur supérieure à 1,5 m. Un apport quotidien d’eau « neuve » doit également être prévu à raison de 30 litres par baigneur ayant fréquenté le bassin.
Le chlore (Cl), grâce à ses propriétés désinfectantes et à sa rémanence, est le principal agent de désinfection utilisé dans les piscines.
Il est présent dans l'eau sous différentes formes (chlore actif, chlore combiné, chlore total) : l'acide hypochloreux (HClO), le chlore actif lui confère son pouvoir désinfectant. Il est injecté dans l'eau sous la forme de chlore gazeux qui permet la dilution la plus homogène et la plus précise à l'aide de chloromètres ou d’ensembles de chloration fournis par Cifec (Chloro+), Eurochlore, CIR, Siemens-Wallace et Tiernan, Aquacontrol ou encore Prominent. Un dimensionnement correct de ces équipements en fonction des bassins, de la fréquentation journalière et des choix techniques de traitement est indispensable.
De nombreuses piscines utilisent toutefois des chlore organiques ou minéraux sous forme solide (hypochlorite de calcium) ou sous forme liquide (hypochlorite de sodium) dès lors que ces produits sont agréés par le ministère de la Santé. La manipulation et le stockage s’en trouvent facilités et, suivant le type de bassin (volume, qualité de l’eau de remplissage…), certains produits chlorés seront plus adaptés que d'autres.
Bayrol propose donc Analyt 2 RD, un ensemble électronique de mesure et de régulation pH/chlore par mesure ampérométrique pour piscines à usage collectif qui convient pour l'utilisation de tous types de produits chlorés, avec ou sans stabilisant. Il peut aussi bien commander des pompes doseuses, des électrovannes (stations à galets et chlore gazeux), des appareils de dosage secs pour granulés, etc. Il est adapté à tous les volumes et tous les types de bassins (piscines, pataugeoires, spas…) et peut également être utilisé pour le traitement des eaux atypiques (eau de mer, eau thermale…).
Arch Chemicals commercialise de son côté un système de dosage baptisé hth Easiflo qui équipe plus de 10 000 piscines dans le monde entier. La combinaison des doseurs, des pastilles brevetées hth Easiflo et d'une régulation ampérométrique de type hth Cycl’eau permet de produire des volumes réguliers de solution chlorée pour maintenir le chlore à des niveaux précis dans la piscine.
La concentration en chlore actif doit être comprise entre 0,4 et 1,4 ppm, tandis que la concentration en chlore combiné (chloramines) ne doit pas dépasser 0,6 ppm. Problème : la matière organique, carbonée et azotée apportée par les baigneurs est susceptible de réagir avec le chlore présent dans l'eau en formant des trihalométhanes et des chloramines (NH₂Cl et NCl₃), des composés volatils qui peuvent se retrouver rapidement dans l’air. En cas de sur-fréquentation, l’eau, mais aussi l’air, peuvent représenter une menace pour la santé des baigneurs et plus encore des personnels. Un contrôle quotidien, voire heure…
par heure, de certains paramètres essentiels tels que le pH et la concentration résiduelle de désinfectants est donc indispensable. Pour ceci, Cifec fournit par exemple des trousses d’analyses ou des colorimètres qui permettent de déterminer le pH d'une eau, les teneurs en chlore libre actif, et en chloramines (mono, di et tri-chloramines). Elles permettent de surveiller l'apparition des chloramines, la teneur en chlorure, un indicateur des renouvellements d'eau, la teneur en bicarbonate (mesure du TAC) l'équilibre chimique de l'eau, qui conditionne tout le traitement (pH, TH, TAC). Macherey-Nagel et Hanna Instruments proposent également des mallettes multiparamètres dédiées aux piscines de même que des analyseurs et régulateurs de chlore en continu, mesure du pH, rédox et température. Izitec propose également de nombreux produits pour l'analyse des eaux de piscines dédiés aux professionnels avec notamment une large gamme de photomètres, l’indispensable outil pour le contrôle du pH, chlore libre et total, acide cyanurique, dureté totale, brome, alcalinité, cuivre, fer.… Swan propose de son côté le moniteur AMI Codes-II CC, un photomètre en ligne pour le contrôle automatique et continu du chlore libre, du chlore total et du chlore combiné qui permet par soustraction du chlore résiduel total et du chlore résiduel libre d’obtenir le taux de chloramines.
Précurseur en France sur les solutions de mesure du chlore libre, chlore total, chlore combiné, Syclope Electronique propose également une large gamme d’analyseurs/régulateurs qui permettent de mesurer et réguler de manière efficace et précise les paramètres chlore, température, chlore, brome, PHMB, etc.… Les appareils de la gamme Syclope Evasion® sont dotés de multiples entrées pour capteurs spécifiques et adaptés aux traitements des eaux de loisirs (piscines, SPAS, balnéo…). Ils sont équipés de fonctions de calculs, de régulations à commandes cycliques,
Lutter contre le risque légionelles et pseudomonas
Dans les piscines, les bassins, les douches et plus encore les spas et autres jacuzzis offrent des conditions propices à la prolifération de nombreux germes : Escherichia coli et autres coliformes, mais aussi Legionella, Pseudomonas aeruginosa, amibes pathogènes, mycobactéries, etc. Les bassins bouillonnants, spas, jacuzzis... nécessitent des traitements plus pointus compte tenu de la température de l'eau (généralement 37 °C) induisant une prolifération bactériologique supérieure à celle des piscines. Pour Patrick Paris, Antagua, « le risque légionelles représente un risque fort par la proximité des usagers à la surface de l'eau (vapeurs respirées), par le fait que les traitements sur ces installations sont le plus souvent non adaptés et conçus comme pour les piscines, par le manque de maintenance et de traçabilité et par ignorance du risque et des responsabilités de certains exploitants, souvent de petites entreprises ».
Les bactéries peuvent être présentes à des concentrations élevées si le traitement désinfectant est insuffisant ou au moment de la contamination car la désinfection n'est pas immédiate. Elles peuvent former des biofilms sur certaines surfaces qui les protègent de l'action du désinfectant et coloniser l'ensemble de l'installation (bassin, filtres, pompes, canalisations). Ces risques doivent donc être pris en charge et faire l'objet d'une surveillance rigoureuse. Pour l'exploitant, une première solution consiste à assurer une surveillance régulière par ses propres moyens. Les tests rapides peuvent constituer une solution de premier niveau. Idexx commercialise par exemple plusieurs tests rapides dont Pseudalert®, qui permet de détecter en moins de 24 heures la présence de Pseudomonas aeruginosa dans un échantillon d'eau de piscine. Les kits de seconde génération d'ATP-métrie commercialisés par Aquatools permettent également la mesure en 3 minutes de toute la flore totale vivante dans les échantillons prélevés.
Les indispensables enregistreurs ou analyseurs de paramètres techniques transmettent des alarmes au travers de relais configurables et de sorties analogiques 0/4-20 mA. Multiparamètres, associés aux diverses sondes de mesure, ils permettent de mesurer la température, le pH, le redox, le chlore actif, libre ou disponible, les chloramines, le PHMB, l’ozone, les bromes… Endress+Hauser, Hach-Lange, Mesureo, Heito, Eurochlore, Proaantec, ABB, Hocer ou VWR commercialisent également des solutions permettant un suivi précis du chlore libre ou total par colorimétrie, titrimétrie ou électrochimie.
Une autre solution consiste à faire appel à des prestataires spécialisés capables de maîtriser ce type de risques. Antagua, ICS'Eau, Aquatycia ou Janesco sont par exemple en mesure d'apporter aux exploitants de piscines, stations thermales ou centres de thalassothérapie une assistance analytique, technique et réglementaire en réalisant des diagnostics, des audits et en mettant en place des traitements adaptés à toutes les configurations d'équipements et aux risques qui y sont associés.
Eurochlore insiste sur l'importance de la formation des personnels chargés d'utiliser les équipements de chloration et de les entretenir. « Nous avons créé une formation dédiée au traitement des eaux de piscine après avoir constaté que beaucoup de personnels ne savent pas gérer correctement leurs équipements et donc la qualité de leur eau, explique Jean-Jacques Dewost, Eurochlore. Nous proposons également un audit des installations et une éventuelle remise en état qui peut contribuer à faire diminuer le taux de chloramines. » Outre l'imposition d'une douche savonnée pour tous les baigneurs qui suffirait à résoudre une bonne partie du problème si elle était rigoureusement appliquée, des solutions existent qui permettent de limiter la teneur en chloramines. Parmi celles-ci, des apports réguliers d'eau « neuve », un maintien du pH entre 7,2 et 7,4 ou encore le maintien d'une filtration efficace.
D'autres méthodes de désinfection existent également, qui, associées à la chloration, permettent de surmonter ce problème. Parmi celles-ci, les ultraviolets offrent une solution efficace sans nécessiter de lourds investissements.
Les ultraviolets : une solution efficace et relativement bon marché
La désinfection UV est un traitement qui est mis en œuvre en complément d’un trai-
Le traitement traditionnel au chlore.
En effet, le chlore et l’ozone ne détruisent pas tout, notamment les parasites comme les Cryptosporidiums, Giardia et Toxoplasmes (voir EIN n° 311 : « Parasites et traitements de désinfection : le cas des toxoplasmes »). Certaines sociétés comme Aqualux International proposent ainsi une gamme de stérilisateurs UV (253,7 nm) qui permettent de limiter l'emploi de produits chimiques. Mais en France, les lampes UV sont aussi utilisées pour réaliser la déchloramination.
La réglementation impose en effet de ne pas dépasser le seuil de 0,6 mg/l en chloramines dans l'eau, seuil qui devrait d’ailleurs être revu à la baisse dans un futur proche. Dans bien des cas, cette limite est respectée grâce à une dilution qui occasionne un renouvellement d'eau peu écologique mais aussi coûteux puisqu’en moyenne, « 1 mètre cube d'eau traitée et chauffée coûte entre 4 et 5,00 € HT » selon Bernard Bechoff, directeur commercial chez Ozonia France (Degrémont).
Le traitement de l’eau par rayonnement UV permet de limiter cette surconsommation en maintenant un taux de chloramines inférieur au seuil légal. Il suffit pour ceci de placer un générateur UV sur le circuit de recirculation de l’eau, après la filtration et avant la chloration, pour que, sous l’effet du rayonnement, les chloramines soient, en partie, détruites.
Deux types de technologies UV, dites « basse pression » et « moyenne pression », relatives à l'état d’excitation des atomes de mercure dans la lampe, se partagent le marché. Les lampes des générateurs « basse pression » émettent des radiations UV monochromatiques à la longueur d’onde de 254,7 nm avec un bon rendement électrique de plus de 35 %. De ce fait, ces lampes sont peu énergivores. En contrepartie, la puissance unitaire par lampe est limitée à quelques centaines de watts. Pour pallier la faible puissance des lampes, il faut le plus souvent les multiplier, ce qui conduit à des générateurs volumineux.
Les technologies « moyenne pression » consomment plus d’énergie car les radiations émises couvrent un spectre polychromatique par définition plus large. Pour un traitement de l’ensemble des chloramines, ces générateurs n’ont besoin que d’un faible nombre de lampes, quelques milliers de watts, pour traiter des débits plus importants et obtenir un abattement des chloramines encore plus satisfaisant.
La destruction des trois chloramines, les monochloramines à 244 nm, les dichloramines à 294 nm et les trichloramines ou trichlorure d’azote à 336 nm, la molécule à abattre dans les piscines car responsable des problèmes de santé des maîtres-nageurs, bébé nageurs, etc...
La puissance des lampes permet de garantir une efficacité avec un temps de contact réduit à son minimum.
En France, les systèmes de déchloramination doivent être agréés par la Direction générale de la santé. Bio-UV, qui figure parmi les premiers à s’être lancé sur ce marché, a fait le choix de la moyenne pression et propose depuis 2003 une gamme complète de réacteurs agréés par le ministère de la Santé pour la déchloramination. Ils sont dimensionnés en fonction du débit des pompes puisque c’est la combinaison du temps de contact dans le réacteur et de la puissance des lampes qui permettra de garantir une dose (exprimée en millijoules par centimètre carré – mJ/cm²) nécessaire pour l’éradication à 99,9 % des micro-organismes (bactéries, virus, algues en suspension, …). Dans le cas particulier de la déchloramination, Bio-UV préconise une dose de 60 mJ pour pouvoir réduire significativement le niveau de chloramines. « Cette dose est maîtrisée grâce à un capteur UV et une régulation de puissance ce qui permet de réduire significativement le niveau des trois chloramines, dont le trichlorure d’azote ainsi que deux des quatre THMs, les deux THMs les plus bromés » précise Delphine Cassan, Responsable scientifique Piscine Collective chez Bio-UV.
Siemens Wallace et Tiernan a également fait le choix de la moyenne pression. La chambre de rayonnement dans laquelle se trouvent les lampes a été conçue pour une hydrodynamique optimale qui permet l’exposition aux rayons UV de la totalité du flux traversant la chambre. Une faible perte de charge assure le fonctionnement économique de l’appareil. Le système intégré de contrôle du processus de désinfection UV permet le réglage de l'efficacité la plus grande tout en limitant au plus bas l’alimentation en énergie. Il s’ensuit une amélioration de la durée de vie des lampes. À la piscine Léo Lagrange de Nantes, Siemens Wallace et Tiernan vient de procéder à l’installation d'un générateur UV pour la déchloramination couplé avec un doseur de charbon actif qui permet d’absorber les chloramines et les trihalométhanes. « Ce dispositif permet de contenir le taux de THM sous la barre des 50 μg/litre sachant que le seuil est limité à 100 μg/l », explique Jean-Michel Velay, Business Development Manager chez Siemens Wallace & Tiernan. C'est un dispositif intéressant qui a fait ses preuves dans plusieurs piscines de France.
Forte d'une expérience de plusieurs dizaines d’équipements en France et plusieurs centaines dans le monde, Cifec propose de son côté son déchloraminateur DC équipé de lampe moyenne pression à nettoyage automatique, avec régulation de puissance de la lampe en fonction de la dose UV générée, et assurant un abattement de 50 % à 80 % des chloramines en piscine avec une désinfection supplémentaire.
Spécialisée dans la technologie UV depuis sa création en 1985, Abiotec est également bien implantée avec plus de 400 systèmes installés en Europe sur des applications de type piscines. Abiotec propose une large gamme de systèmes adaptés à la désinfection et à la destruction des chloramines et de l’ozone.
Bordas UVGermi a quant à lui choisi de travailler sur une gamme de déchloraminateurs basse pression avec une première installation en septembre 2001 à Chambéry sur un circuit de 650 m³/h. Depuis l’obtention de son agrément fin 2006, plus de 300 systèmes ont été mis en service en France. « Les atouts majeurs des déchloraminateurs UVDechlo sont la simplicité d’exploitation, la faible consommation énergétique et la fiabilité, explique Guerric Vrillet, Ingénieur Développement chez Bordas UVGermi. De plus, Bordas UVGermi est le seul à garantir une durée de vie de 16000 heures sur les lampes UV ».
Comap WTI, ITT France et RER proposent également des systèmes éprouvés permettant de détruire les chloramines par traitement UVc.
Assez simples à mettre en œuvre, relativement peu coûteux, les UV constituent une solution efficace et bien adaptée au marché de la rénovation. Ils permettent d’abaisser notablement le taux de chloramines (de 30 à 50 %) sans toutefois régler complètement le problème. Pour une solution plus radicale, il faut recourir à un autre procédé : le traitement à l’ozone.
Le traitement à l’ozone : un procédé en progression
L’ozone (O₃) est un désinfectant et un oxydant puissant. Grâce à son spectre biocide extrêmement large et actif, il détruit efficacement aussi bien les formes actives que résistantes de la plupart des bactéries, virus et autres micro-organismes connus. En complément de son action désinfectante, l’ozone présente l’avantage de ne pas former de chloramines. Seuls certains sous-produits comme les bromates générés par ozonation peuvent être nocifs, à tel point que
La réglementation de leur concentration en eau potable a limité le développement de l’ozonation et pose parfois quelques problèmes aux exploitants d’usines équipées d’ozoneurs. Sa désintégration naturelle en oxygène en fait un désinfectant propre et respectueux de l’environnement. « En revanche, souligne Bernard Bechoff, Ozonia (Degrémont), l’ozone n’étant pas rémanent, il est nécessaire et d’ailleurs réglementaire de l’associer à une désinfection au chlore ».
Mais l’eau et l’ozone sont dotés de propriétés chimiques qui s’accordent mal, l’une étant très peu miscible avec l’autre. D’où une mise en œuvre plus complexe et sensiblement plus coûteuse. L’investissement, plus élevé au départ, a cependant l’avantage de procurer une meilleure qualité de l’eau tout en diminuant notablement les consommations d’eau. Une baisse qui a des répercussions immédiates sur la rentabilité du procédé sans parler de ses avantages dont le plus apprécié est la disparition des odeurs de chlore, typiques des piscines.
Seules une centaine de piscines en France seraient équipées d’une filière de traitement à l’ozone. Mais le procédé est en nette progression. « Entre le tiers et la moitié des nouveaux appels d’offres partent avec de l’ozone » affirme ainsi Bernard Bechoff.
En matière d’ozone, Ozonia (Degrémont) capitalise un important savoir-faire en eau potable comme en piscines et propose depuis de nombreuses années une large gamme de générateurs susceptibles de convenir à toutes tailles et classes de piscine. « L’ozone, bien connu dans le domaine de l’eau potable est tout aussi efficace en piscine avec cet avantage supplémentaire qu’il détruit les chloramines et l’urée » souligne Bernard Bechoff.
Il est donc parfaitement logique de penser à l’ozone quand on pense traitement des eaux de piscines et que l’on recherche une certaine qualité d’eau, même si l’investissement est plus élevé au départ ».
En contrepartie de ce surcoût, Bernard Bechoff évoque d’importantes économies au niveau de l’exploitation notamment en eau. « La réglementation impose aux exploitants de purger chaque jour 30 litres d’eau par baigneur. Or, de nombreux exploitants vont bien au-delà de ce chiffre pour ne pas avoir trop de chloramines dans l’eau et dans l’air, parfois jusqu’à 160 litres par jour et par baigneur. L’ozone permet de revenir au niveau réglementaire et de réaliser des économies importantes du fait de l’appoint calorifique nécessaire au chauffage de l’air neuf car il s’agit d’une eau potable et chauffée ».
Le calcul est rapidement fait : sans traitement adéquat, à raison de 1000 baigneurs par jour, l’appoint nécessaire peut varier de 30 à 160 m³ soit un différentiel de 130 m³ à 5 € HT, soit 650 € / jour... Autre gisement d’économies, plus difficile à appréhender « mais au moins aussi important, selon Bernard Bechoff, la ventilation qui doit être mise en œuvre pour renouveler l’air de la piscine chargé en trichloramines, grosse consommatrice en énergie ».
Pour des bassins dont le volume est compris entre 150 et 3000 m³, Ozonia (Degrémont) propose sa série de générateurs d’ozone M6 et M7 spécifiquement conçus pour les applications en piscines publiques. La génération d’ozone est réalisée en dépression afin d’éviter tout risque de fuite. Le système intègre un sécheur d’air et un variateur de puissance permettant d’adapter la dose d’ozone à la demande. En préozonation (avant filtration) ou post-ozonation (après filtration), ou bien en exploitant le système split-stream (à débit partiel).
Un nouveau média filtrant pour résoudre le problème des chloramines
La matière organique, carbonée et azotée apportée par les baigneurs est susceptible de réagir avec le chlore présent dans l’eau en formant des chloramines (NH₂Cl et NCl₃) et des trihalométhanes.
Comme ce n’est pas le chlore mais les produits dérivés de chlore qui créent des risques de santé publique en piscine, les biologistes spécialistes en traitement des eaux ont approfondi la connaissance du fonctionnement biochimique des systèmes chlorés en piscine. Auparavant, les analyses ne prenaient en compte qu’un seul point de vue, soit chimique, soit hydraulique.
Entre les produits primaires dérivés du chlore, les chloramines, seuls les trichloramines sont toxiques ; elles portent l’odeur classique du chlore, attaquent les poumons et irritent les yeux. Dans un filtre à sable classique, les bactéries enrobent les grains de sable et excrètent un mucus (biofilm) qui les rend résistantes au chlore, collant les grains les uns contre les autres et empêchant ainsi l’efficacité du contre-lavage.
En piscine, le pH se situe entre 7 et 7,6 alors que la production de trichloramines nécessite un pH inférieur à 5,5 ; le seul lieu où ces conditions existent se trouve dans le biofilm, site principal de production des trichloramines dans un système piscine. La présence de bactéries (matière organique) dans les filtres est en fait la charge principale dans le système qui est une source majeure de consommation de chlore et de production de chlore combiné.
Fort de cette information et avec l’aide des fonds de recherche Européen, un nouveau média filtrant a été développé à partir de verre recyclé lequel est traité afin de maximiser la charge négative sur sa surface et la rendre incapable de soutenir la croissance bactérienne.
Ce produit, baptisé AFM® (Active Filter Media), permet de résoudre le problème des chloramines à la source alors que les approches classiques traitent les conséquences de la contamination des filtres au lieu de résoudre le problème en amont. Il est soutenu par la Commission européenne « Life Environment » pour l’élimination du problème des trichloramines en piscine et est homologué « Eau Potable » (absence de paillettes de verre) suivant la Directive européenne 98/83 CE.
L’utilisation de l’AFM® avec les floculants adaptés permet de concevoir une installation techniquement simple sans besoin d’UV, ni d’ozone, avec la garantie d’une qualité d’eau transparente, cristalline et surtout conforme à la réglementation la plus stricte en Europe. De plus, l’AFM® apporte une qualité de l’air irréprochable sans odeur de chlore et sans présence de trihalométhane. L’AFM® assure aussi une réduction d’au moins 50 % de la consommation des eaux en contre-lavage avec des économies importantes en consommation d’énergie et de chlore.
Ocean Projects développe en exclusivité en France l’AFM® en piscines publiques ; plusieurs d’entre elles sont déjà équipées en AFM® et les résultats attestent une qualité « Santé publique » de l’eau et un confort des baigneurs (absence d’yeux rouges et d’asthme) avec des économies d’exploitation (eau et énergie) assurant un retour sur investissement AFM® de l’ordre de 12 à 18 mois.
qui repose sur le traitement partiel du débit d'eau et permet ainsi de moderniser facilement les installations existantes pour ajouter un traitement à l’ozone sans perturber le système de filtration, les possibilités sont nombreuses.
Filiale du groupe européen BWT, Cillit développe également une expertise particulière dans le domaine du traitement des eaux de piscines et a largement contribué à populariser le traitement des eaux de piscine à l’ozone ces dernières années. La société a notamment mis en œuvre une chaîne de traitement à l’ozone dans le complexe aquatique “Odyssée” de Chartres (Voir EIN n° 333). Là-bas, 5 ozoneurs fabriqués par BWT assurent une pré-ozonisation des eaux en tour de contact ouverte au sein desquelles se produit le contact entre l’ozone et l'eau. L'ozonisation en amont des filtres permet de maintenir les masses filtrantes en asepsie tout en détruisant les chloramines et en désinfectant les eaux en circulation. Résultat : les taux de chloramines dans les bassins se situent entre 0,1 et 0,15 mg/l, bien en deçà du taux réglementaire maximum en vigueur en France de 0,6 mg/l. Le recours à l’ozone permet également d’abaisser la teneur en chlore libre actif au minimum réglementaire de 0,4 mg/l et d’arriver ainsi à une eau presque chimiquement neutre. Mais la possibilité n'est que théorique. « En pratique, explique Delphine Cassan, Bio-UV, les teneurs en chlore actifs ne peuvent être abaissées à ce minimum. Ce serait générer un trop grand risque si, par exemple, une classe de 25 élèves venait à entrer dans l'eau : la demande en chlore serait trop importante et le temps que le système agisse, les teneurs en chlore actifs seraient inférieures à la valeur minimale, ce qui serait source de risques sanitaires ».
Le procédé permet également de réaliser d'importantes économies d’eau en limitant les apports au minimum imposé de 30 l/baigneur/jour au lieu des 120 à 180 l/baigneur/jour que l'on rencontre couramment, tout en limitant les apports d’air neuf dans les halls de bassin. Pour Jocelyn Blais, responsable commercial et technique du projet Odyssée chez Cillit, « Le traitement à l’ozone s’intègre parfaitement aux projets HQE car il présente de nombreux avantages parmi lesquels l’obtention d'une qualité d’eau et d’air optimale et une absence quasi-totale et durable des chloramines ». Quant au surcoût de la filière, il estime également compensé par les économies d’exploitation : moins d’eau, moins d’énergie et moins de produits chimiques. « En eau de renouvellement sur le complexe Odyssée de Chartres, explique Jocelyn Blais, nous avions signé pour 50 litres par baigneur là où les piscines aujourd’hui fonctionnent entre 100 et 180 litres. Aujourd’hui, l'exploitant est à 35 litres seulement par baigneur ».
Fort de ce succès, Cillit multiplie les réalisations à l’image du tout nouveau complexe aquatique de Soisy-sous-Montmorency, également équipé d’une filière de traitement à l’ozone, qui ouvrira ses portes au mois de juin prochain. ProMinent propose également une large gamme d’ozoneurs adaptés aux piscines et complexes de toutes tailles : des ensembles de traitement complets pour les petites applications (de 5 à 30 g/h) avec les ozoneurs Ozonfilt® Compact jusqu’aux installations permettant de couvrir des besoins en ozone de moyenne à grande quantité de 80 à 720 g/h avec les ozonateurs Bono Zon®.
ProMinent a clairement axé son développement technique sur la filière ozone/charbon actif et non sur le traitement UV. « Ses avantages en matière de désinfection de l’eau, d’abattement des chloramines, d’économie en eau et énergie ne sont plus à démontrer, explique Claude Klein, ProMinent France, mais ce que l'on obtient surtout c'est la sensation de respirer un air quasiment pur aux abords des bassins et dans les locaux techniques. Ce dernier point est un facteur déterminant pour éviter le développement des maladies professionnelles qui affectent le système respiratoire ».
ProMinent a donc développé et breveté le système OzonePack qui s’adapte aussi bien sur des piscines neuves qu’existantes. La piscine couverte de Mutzig (67) a opté pour un traitement partiel à l’ozone (35 % du débit recyclé), ce qui a permis de réduire le taux de chlore libre, les chloramines et les apports d'eau et cela avec une réduction des frais de fonctionnement de 26 000 € par an.
Lors des derniers Jeux olympiques de Pékin, ProMinent s’est aussi chargé de traiter à l’ozone les quelque 16 000 m³ d’eau des 6 bassins d’entraînement, de plongeon et de compétition. Au total, 7 générateurs d’ozone de la série Bono Zon ont assuré la pureté de l'eau et de l'air des piscines “Water Cube” et “Yingdong”.
L'Eau Pure, en tant qu’ensemblier du traitement de l'eau, a également installé avec succès deux systèmes d’ozone fournis par ProMinent pour les piscines olympiques de Dijon (plus gros investissement de France en 2009) et de la Communauté de com-
Aquasource
Communes des trois frontières dans l'est de la France. « La qualité de traitement de l'eau produite, l'absence de nuisance olfactive et le confort pour les usagers de ces piscines ont pleinement convaincu les élus qui ont opté pour cette solution » souligne Pascal Guasp, Président de L'Eau Pure.
Coupler ultrafiltration et adsorption : une piste à suivre
En réduisant la quantité de chlore à ajouter, l'ultrafiltration permet également de limiter la formation de sous-produits de désinfection. Mais elle ne résout pas à elle seule le problème car, même si les membranes d'ultrafiltration sont dotées d’une sélectivité bien supérieure aux filtres à sable, elles ne retiennent pas les molécules organiques à l'origine des chloramines comme l’urée, ni les chloramines elles-mêmes ou les trihalométhanes. C’est la raison pour laquelle un couplage avec un autre procédé, l'adsorption sur charbon actif, a été envisagé et testé avec succès dans une piscine des Bouches-du-Rhône (voir à ce sujet EIN n° 308 et 309). L'unité d'ultrafiltration, une Ultrasource de 16 modules développant une surface filtrante totale de 115,2 m² fabriquée par Aquasource (Degrémont), a été placée après le bac tampon et en amont de l'injection de coagulant et de la filtration sur sable. Elle a été associée à une unité d’adsorption placée en sortie du pilote d'ultrafiltration et emplie d'un charbon actif spécialement développé pour éliminer les chloramines, les trihalométhanes et les composés organiques halogénés.
Après 18 mois de fonctionnement avec un temps de filtration de 60 min pour une pression transmembranaire de 0,45 bar et une vitesse de passage dans l’unité d'adsorption de 32 m·h⁻¹, la concentration en chlore combiné, après adsorption, a toujours été inférieure à 0,35 ppm, soit très en deçà de la norme (< 0,6 ppm). Ce procédé permet donc d’obtenir une qualité d’eau conforme, désinfectée, contenant peu de sous-produits de désinfection et une concentration limitée en chlore libre. Les membranes d'ultrafiltration ont montré quant à elles une bonne flexibilité et la perméabilité est toujours restée supérieure à 155 L·h⁻¹·m⁻²·bar⁻¹.
Reste qu’au plan réglementaire, à ce jour, l’utilisation de charbon actif n’est pas tolérée partout en France pour le traitement des chloramines. Il faudra donc, pour exploiter ce procédé, solliciter un agrément auprès du ministère de la santé.
L’ultrafiltration permet également de recycler une partie des eaux de piscines en vue d'une réutilisation. Ufox®, de Siemens Wallace & Tiernan, repose sur deux modules d'ultrafiltration associés à une désinfection secondaire pilotée par une mesure de redox. L'appareil est doté d'une technologie lui permettant de déclencher le rétrolavage des membranes en cas d’obturation des pores et de tester régulièrement l’intégrité des membranes. L'eau, après avoir été traitée par l'Ufox®, peut ensuite être réutilisée pour des usages internes à la piscine tels que le rétrolavage des filtres, l'alimentation des pédiluves ou encore les sanitaires. Les apports d'eau « neuve » peuvent ainsi être exclusivement consacrés à l’amélioration de la qualité de l'eau.
Pour Jean-Michel Velay, Business Development Manager chez Siemens Wallace & Tiernan, « la technique, qui tend à se généraliser, est aujourd'hui présente dans quasiment tous les cahiers des charges qui sortent sur les piscines ». Siemens Wallace & Tiernan procède actuellement à plusieurs installations en Bretagne, en Auvergne et dans plusieurs grandes villes de France. « C’est un équipement qui ne nécessite pas de lourds investissements, autour de 100 000 €, explique Jean-Michel Velay. Sur la base d’un volume récupéré de 20 m³ d'eau traitée et chauffée par jour, l’investissement s’amortit entre 3 et 5 ans ».
