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La désinfection des canalisations d'eau potable par l'hypochlorite de calcium

28 avril 1978 Paru dans le N°24 à la page 37 ( mots)
Rédigé par : Michel RAPINAT et Jean-pierre DENOYELLE

NÉCESSITÉ DE LA DÉSINFECTION — RÉGLEMENTATION

La circulaire du 14 mars 1962 (Journal Officiel du 27 mars 1962) précise les raisons pour lesquelles il est nécessaire d’effectuer une désinfection lors de la mise en service ou de la réparation d’installations de distribution ou de stockage d’eau destinée à la consommation.

Elle s’exprime comme suit :

Ouvrages de grande capacité (réservoirs et aqueducs en maçonnerie)

Le séjour prolongé d’ouvriers dans les réservoirs et aqueducs qu’ils construisent ou réparent, leur va-et-vient incessant de l’extérieur à l’intérieur du chantier introduisent dans les ouvrages intéressés les substances minérales et organiques les plus diverses ainsi qu’une abondante flore microbienne. Le nettoyage mécanique et le rinçage à grande eau sont indispensables mais insuffisants car des nids microbiens peuvent subsister dans les aspérités du ciment.

Outre cette désinfection à l’occasion de travaux, la même circulaire prévoit impérativement au moins une fois par an la vidange complète et la désinfection des réservoirs d’équilibre.

Canalisations

Lors de la pose ou de la réparation des canalisations, celles-ci sont souvent placées dans des tranchées détrempées et souillées d’immondices qui pénètrent inévitablement dans les conduites. Par ailleurs, les essais d’étanchéité auxquels on procède ensuite peuvent également s’accompagner de phénomènes de pollution.

Lorsqu’on procède au remplissage du réseau en vue de sa mise en service, les microbes introduits se répartissent dans l’ensemble des conduites et leur élimination par rinçage est aussi lente qu’incertaine.

Substitution de l’eau potable à l’eau non potable dans une distribution publique ou privée

Certaines communes disposent d’une double distribution, certains établissements sont, de même, desservis par une canalisation d’eau potable et par une canalisation d’eau non potable. Dans l’un et l’autre cas, il ne doit exister entre les deux canalisations aucune communication directe ou indirecte.

La canalisation d'eau non potable est généralement souillée par des incrustations et dépôts microbiens de toutes sortes. Lorsqu'on a décidé de substituer l'eau potable à l'eau non potable dans une canalisation, il est indispensable de procéder à une désinfection énergique.

Les considérations qui précèdent montrent que la mise en service d'un réseau ou d'un élément de réseau de distribution d'alimentation doit toujours être précédée d'une désinfection, qu'il s'agisse d'un réseau neuf, d'une canalisation réparée ou d'une substitution d'eau potable à l'eau non potable dans une distribution publique ou privée. La désinfection s'impose tout autant lorsque l'on a décelé dans un réseau ou sur une portion du réseau une contamination durable alors que l'eau se révèle constamment pure au captage.

Il apparaît donc clairement que le fait de se limiter à un simple rinçage risque de compromettre les effets de la stérilisation de l'eau au niveau de la station et d'engendrer de graves contaminations.

DÉSINFECTION PAR L'HYPOCHLORITE DE CALCIUM HTH

Les produits couramment utilisés pour la désinfection sont le permanganate de potassium ou des dérivés du chlore tels que l'eau de Javel ou l'hypochlorite de calcium ; chaque produit présentant des caractéristiques propres.

La désinfection à l’hypochlorite de calcium se pratique de longue date aux États-Unis, ce produit étant recommandé par l’A.W.W.A. (American Water Works Association).

Les doses minimales recommandées par l’A.W.W.A. sont de 50 mg/l de chlore actif, le produit devant être injecté simultanément avec l'introduction d’eau potable du réseau existant dans la canalisation à désinfecter. Le temps de contact préconisé étant de 24 heures au bout desquelles la teneur en chlore ne devra pas être inférieure à 25 mg/l.

En France, la circulaire du 14 mars 1962 préconise des teneurs en chlore en fonction du temps de contact.

On aura cependant intérêt à se placer toujours à un minimum de 50 mg/l (environ 75 g/m³ d’hypochlorite de calcium HTH). En effet, à cette concentration la désinfection est très sûre.

Cette concentration de 50 mg/l de chlore devra être maintenue pour un minimum de 12 heures, mais ces délais pourront être raccourcis en utilisant des concentrations plus élevées, ce qui est particulièrement intéressant dans le cas de réparations urgentes.

Le tableau ci-dessous donne les quantités de HTH à utiliser en fonction de la longueur des canalisations et de leur diamètre.

Sur le permanganate de potassium le HTH possède les avantages suivants :

  • — facilité de dissolution. Le HTH se présente sous forme de granulés qu'une simple agitation, voire même la turbulence de l'eau lors du remplissage de la canalisation, suffit à dissoudre ;
  • — il permet des temps de contact beaucoup plus courts (minimum requis avec le permanganate, 24 heures).

Sur l'eau de Javel, les avantages du HTH sont :

  • — teneur en chlore élevée sous de faibles poids et volume. Avec une concentration comprise entre 65 et 70 % de chlore actif, il se présente sous un poids environ 6 fois plus faible que l'eau de Javel à 48° chlorométriques, ce qui est très apprécié pour les transports sur chantiers ;
  • — excellente stabilité. La perte de chlore est pratiquement négligeable (2 % par an environ) et permet d’avoir un stock toujours disponible ;
  • — le danger de transporter un produit liquide en touries disparaît.

Pour cet ensemble de raisons la Compagnie Générale des Eaux a décidé il y a maintenant 10 ans d'utiliser le HTH pour ses unités de désinfection qui fonctionnaient jusque-là à l'eau de Javel.

Mode d’action de l’hypochlorite de calcium

Comme tous les produits chlorés le HTH agit par libération d’acide hypochloreux HClO après hydrolyse :

Ca(ClO)₂ + 2 H₂O → 2 HClO + Ca²⁺ + 2 OH⁻  

L'acide hypochloreux se dissocie en donnant un ion hypochlorite et un ion hydrogène. Il s'agit d'un équilibre :

HClO ⇌ H⁺ + ClO⁻  

L'efficacité de la stérilisation sera donc dépendante du pH. Le tableau suivant donne les pourcentages respectifs d’acide hypochloreux et d’hypochlorite en fonction du pH.

pH % de chlore sous forme de ClO⁻ % de chlore sous forme de HClO
6 3,5 96,5
6,5 10 90
7,0 27,5 72,5
7,5 50 50
8,0 78,5 21,5
8,5 90 10

Les effets du pH, du temps de contact et de la température sont également mis en évidence par les courbes ci-après. On remarquera que la concentration de 50 mg/l permet d'aboutir à une stérilisation très poussée.

QUANTITÉS DE HTH NÉCESSAIRES À LA STÉRILISATION D'UNE CANALISATION

(50 mg/l de chlore actif)

Longueur à stériliser (en mètres) Diamètre des canalisations (en mm) 50 100 250 500 1 000
100 m 18 g 60 g 380 g 1,5 kg 6 kg
250 m 40 g 150 g 950 g 3,7 kg 18 kg
500 m 75 g 300 g 1,9 kg 7,5 kg 30 kg
750 m 110 g 450 g 2,8 kg 11,2 kg 45 kg
1 000 m 150 g 600 g 3,8 kg 15 kg 60 kg
[Photo : Désinfection en fonction du taux de chlore et du pH. Le temps est donné pour une mortalité de 99,6 % (température comprise entre 0 et 5 °C).]
[Photo : Désinfection en fonction du taux de chlore et du pH. Le temps est donné pour une mortalité de 99,6 % (température comprise entre 20 et 25 °C).]

LE SYNDICAT DES COMMUNESDE LA BANLIEUE DE PARISPOUR LES EAUX

Pour son alimentation en eau, la Région parisienne est divisée en plusieurs zones, chacune étant desservie par un service indépendant. Cent quarante-quatre communes situées à la périphérie de Paris sont regroupées dans le Syndicat des Communes de la Banlieue de Paris pour les Eaux. La population desservie est de l’ordre de 4 millions d’habitants répartis sur 775 km² et 7 départements.

L’exploitation des usines de traitement d’eau et du réseau de distribution d’eau a été confiée par le Syndicat à la Compagnie Générale des Eaux.

Le volume distribué journellement est en moyenne de 1 million de m³. Pendant la sécheresse 1976, il a atteint 1 645 000 m³.

L’alimentation en eau se fait essentiellement à partir de 3 usines de traitement implantées le long de la Seine à Choisy-le-Roi, de la Marne à Noisy-le-Grand/Neuilly-sur-Marne, de l’Oise à Mery-sur-Oise.

Le réseau de distribution ne compte pas moins de 7 800 km de canalisations (pour l’essentiel en fonte jusqu’au diamètre 500 mm, en béton armé avec âme en acier au-dessus). En moyenne, une centaine de kilomètres de canalisations nouvelles de diamètres compris entre 100 et 2 000 mm sont posés tous les ans.

Le réseau de distribution est réparti entre trois secteurs : Sud, Est, Nord, qui correspondent approximativement aux trois unités de production.

[Photo : Syndicat des Communes de la Banlieue de Paris pour les Eaux – Les 3 usines et leurs zones de distribution.]
[Photo : Schéma du réseau de distribution des eaux dépendant du syndicat.]
[Photo : Le système de dosage dans son ensemble.]

UNITÉS MOBILES DE DÉSINFECTION

Caractéristiques

Les unités mobiles de désinfection sont au nombre de trois, desservant chacune un des secteurs du Syndicat des Communes de la Banlieue de Paris pour les Eaux.

Le nombre élevé d’interventions (1 400 par an) ainsi que le soin qui est apporté à chacune d’elles a rendu nécessaire l’emploi d’unités mobiles assurant une garantie parfaite de stérilisation alliée à une grande rapidité d’exécution.

Pour obtenir cette garantie la Compagnie Générale des Eaux a été amenée à étudier un système de dosage simple et robuste permettant d'introduire l'hypochlorite de calcium et de le répartir tout au long de la canalisation.

Le système de dosage est installé à bord d’une camionnette standard offrant un espace de 3 m de long sur 1,70 m de large.

Il comprend les éléments suivants :

— Un fût d’hypochlorite de calcium HTH renversé et fixé directement sur un couvercle muni d'une vanne manuelle à boisseau DN 40 Gachot.

— Un vibreur Sinex muni d'une petite trémie. Un coffret permet, en jouant sur l'intensité des vibrations, de faire varier le débit de HTH.

— Un bac de dissolution de 0,3 m³ équipé d’un agitateur à pince.

— Une pompe Moineau de reprise de la solution et d'injection à moteur à essence.

— Un groupe électrogène Leroy-Somer de 1,6 kVA monophasé 220 V alimentant l'agitateur, le vibreur et l'éclairage de la camionnette.

[Photo : Système de dosage. Le montage de fût à l’envers.]
[Photo : Le vibreur.]

MISE EN ŒUVRE DU DÉSINFECTANT

La première de toutes les opérations est le rinçage de la canalisation qui devra se faire avec un débit tel qu'une vitesse minimum de 0,75 m/s soit respectée de manière à entraîner les débris. Le volume total d’eau de rinçage devra être de trois fois celui de la canalisation.

Un flexible est branché sur la canalisation d’eau potable existante pour alimenter le bac de dissolution.

L’introduction du HtH dans ce bac se fait simultanément. On ajoute, dans certains cas, à la solution ainsi préparée un peu de permanganate de potassium pour colorer l’eau et avoir la certitude que le désinfectant arrive en fin de canalisation. Il est également possible de le vérifier en trempant un papier imprégné d’une solution d’amidon ioduré qui vire au noir en présence de chlore.

La solution désinfectante est injectée dans la canalisation en son point bas en même temps que l’eau de remplissage.

[Photo : Désinfection de 950 m de Ø 300. On aperçoit les piquages d’alimentation en eau de la camionnette et d’injection de stérilisant.]

La simultanéité de ces deux opérations permet une bonne répartition du produit le long de la canalisation. Au fur et à mesure de l’arrivée du mélange, les évents permettant d’éviter les poches d’air qui pourraient assurer une survivance des bactéries sont refermés.

Les concentrations en chlore prescrites par la circulaire du 14 mars 1962 sont de 50 mg/l pour un temps de contact de 12 heures, mais en fait, les concentrations utilisées par la Compagnie Générale des Eaux atteignent 100 mg/l voire plus (correspondant à 150 g/m³ de HtH) et les temps de contact sont portés à 48 heures lorsque cela est possible. Ces mesures permettent d’obtenir une stérilisation parfaite.

Après ces deux jours de contact, les canalisations sont vidangées et rincées trois fois de suite.

L’excès de chlore des rejets doit être traité par un réducteur tel que l’hyposulfite (thiosulfate) ou le sulfite de sodium. Il faut un minimum de 180 g de sulfite de sodium anhydre pour réduire 1 m³ d’eau contenant 100 mg/l de chlore.

La conduite est remplie à nouveau et les prélèvements bactériologiques sont effectués 24 heures plus tard, après qu’un bon contact ait été établi avec les parois.

Le Laboratoire du Service de Contrôle des Eaux de la Ville de Paris et le Laboratoire Central de la Compagnie Générale des Eaux effectuent systématiquement cette opération sur les canalisations d’un diamètre supérieur ou égal à 400 mm.

ANALYSES

Les analyses effectuées portent sur la recherche et la numération, par 100 ml, des germes suivants :— Escherichia Coli— Coliformes— Streptocoques fécaux— Clostridium sulfito-réducteurs.

Le principe des méthodes d’analyses utilisées actuellement à la Compagnie Générale des Eaux est le suivant :

— Recherche et numération des Escherichia Coli : test IMVIC ou test Eijkman.— Recherche et numération des Coliformes : par filtration sur membrane et incubation sur milieu de Chapman et Buttiaux.— Recherche et numération des Streptocoques fécaux : par filtration sur membrane et incubation sur milieu de Slanetz.— Recherche et numération des Clostridium sulfito-réducteurs : par filtration sur membrane et incubation sur milieu Agar S.P.S. (Sulfite, Polymyxine, Sulfadiazine).

Les résultats d’analyses doivent montrer l’absence totale des germes recherchés, notamment Escherichia Coli et Streptocoques fécaux. Dans le cas contraire, l’opération complète de désinfection doit être recommencée.

CONCLUSION

La conception extrêmement simple de ces unités mobiles les rend peu coûteuses, fiables et d’une utilisation très facile. Trois camionnettes de ce type ont permis à la Compagnie Générale des Eaux de réaliser sans délai de nombreuses interventions (1 400 pour l’année 1976 intéressant la pose et la réparation de 190 km de canalisations de diamètre 60 à 1 000 mm). L’emploi de l’hypochlorite de calcium HtH lui assure une autonomie d’emploi et une sécurité d’utilisation que n’offriraient pas les autres produits.

M. RAPINAT – J.-P. DENOYELLE.

[Encart : Le cycle « CANALISATIONS » dans L’EAU ET L’INDUSTRIE N° page 1°) Quelques réflexions sur le transit à distance de l’eau potable, par P. BOUTELOUP …… 9 69 2°) Les tuyaux « grands diamètres » en amiante-ciment — Le fonçage horizontal, par F. DELASAULE …… 10 88 3°) Retour au grément, par D.-X. MARRET …… 12 32 4°) Corrosion et protection cathodique, par J. CHANGARNIER …… 15 25 5°) Les canalisations en PVC rigide et leurs applications dans l’adduction et l’assainissement, par G. MONTEL …… 16 43 6°) Inspection des réseaux – par caméra de télévision, par J. SION …… 23 63 7°) La désinfection des canalisations à l’hypochlorite de calcium – Utilisation d’unités mobiles de désinfection, par M. RAPINAT et J.-P. DENOYELLE …… 24]

L’accord franco-suisse pour la protectiondu LAC LÉMAN contre la pollution

Décret n° 77-1538 du 28 décembre 1977 portant publication de l'accord franco-suisse sur l'intervention des organes chargés de la lutte contre la pollution accidentelle des eaux par hydrocarbures ou autres substances pouvant altérer les eaux et reconnus comme tels dans le cadre de la convention franco-suisse du 16 novembre 1962 concernant la protection des eaux du lac Léman contre la pollution, signée à Berne le 5 mai 1977 (1).

Le Président de la République,

Sur le rapport du Premier ministre et du ministre des Affaires étrangères,Vu les articles 52 et 55 de la Constitution ;Vu le décret n° 63-1149 du 15 novembre 1963 portant publication de la convention entre la France et la Suisse concernant la protection des eaux du lac Léman contre la pollution du 16 novembre 1962 ;Vu le décret n° 53-192 du 14 mars 1953 relatif à la ratification et à la publication des engagements internationaux souscrits par la France,

Décrète :

Art. 1er. — L’accord franco-suisse sur l'intervention des organes chargés de la lutte contre la pollution accidentelle des eaux par les hydrocarbures ou autres substances pouvant altérer les eaux et reconnus comme tels dans le cadre de la convention franco-suisse du 16 novembre 1962 concernant la protection des eaux du lac Léman contre la pollution, signée à Berne le 5 mai 1977, sera publié au Journal officiel de la République française.

Art. 2. — Le Premier ministre et le ministre des Affaires étrangères sont chargés de l’exécution du présent décret.

Fait à Paris, le 28 décembre 1977.VALÉRY GISCARD D’ESTAING

Par le Président de la République :Le Premier ministre,RAYMOND BARRE.Le ministre des Affaires étrangères,LOUIS DE GUIRINGAUD.

ACCORD FRANCO-SUISSE

SUR L'INTERVENTION DES ORGANES CHARGÉS DE LA LUTTE CONTRE LA POLLUTION ACCIDENTELLE DES EAUX PAR LES HYDROCARBURES OU AUTRES SUBSTANCES POUVANT ALTÉRER LES EAUX ET RECONNUS COMME TELS DANS LE CADRE DE LA CONVENTION FRANCO-SUISSE DU 16 NOVEMBRE 1962 CONCERNANT LA PROTECTION DES EAUX DU LAC LÉMAN CONTRE LA POLLUTION

Convaincus de la nécessité d'une coopération étroite dans le domaine de la lutte contre la pollution des eaux lémaniques par les hydrocarbures ou autres substances pouvant altérer les eaux, désireux de faciliter l'entraide mutuelle en cas de sinistres graves ou de catastrophes et d’accélérer l’envoi de personnel et de matériel de secours, le Gouvernement de la République française et le Conseil fédéral suisse conviennent du présent Accord pour les interventions que nécessite ce type de lutte.

(1) Les formalités prévues à l'article 11 du présent accord en vue de son entrée en vigueur ont été accomplies, du côté français, le 3 octobre 1977 et, du côté suisse, le 18 octobre 1977.

Article 1er

Groupe Lutte contre les hydrocarbures

1. Il est institué, dans le cadre de la Convention franco-suisse concernant la protection des eaux du lac Léman contre la pollution, un groupe de travail permanent « Collaboration franco-suisse des centres d'intervention en cas d'accident par des hydrocarbures », appelé ci-après « le groupe ».

Les eaux concernées sont celles définies par la Convention franco-suisse du 16 novembre 1962.

2. Le groupe a notamment pour mission :a) De mettre sur pied un programme d'urgence d'intervention pour la lutte contre les hydrocarbures ou autres substances ;b) De dresser l'inventaire des moyens à la disposition des différents centres susceptibles d’intervenir dans la lutte contre les accidents dus aux hydrocarbures ou autres substances ;c) De coordonner les activités de ces centres en cas d’accident par les hydrocarbures ou autres substances et d’assurer la liaison entre eux ;d) De conseiller ces centres dans l'acquisition des moyens de lutte contre les accidents dus aux hydrocarbures ou autres substances.

3. Le groupe peut en tout temps prendre l’avis de spécialistes en matière de lutte contre la pollution par les hydrocarbures ou autres substances, ainsi que de tous autres experts.

Article 2

Intervention internationale

En cas d’accident dû aux hydrocarbures ou autres substances, le ou l’un des représentants habilités sur le plan national peut décider de faire appel aux centres de l'autre Partie contractante.

Article 3

Règles d'intervention

En cas d’intervention, les Parties contractantes veilleront à ce que soient appliquées les dispositions contenues aux articles suivants.

Article 4

Franchissement de la frontière

a) Les personnels compétents sont autorisés, lorsque leur intervention est requise, à franchir, avec leur équipement, en tout temps la frontière terrestre ou lacustre, même en dehors des points de passage autorisés. Dans ce dernier cas, le service douanier le plus proche doit être immédiatement avisé.

b) Il peut seulement être exigé du chef de détachement un document attestant sa qualité.

c) L'autorisation de libre franchissement de la frontière ne s’étend qu'au matériel, équipement et moyens de transport jugés nécessaires à la bonne fin de l'intervention. Une liste de ce matériel et de ces moyens doit être remise dès que possible aux services douaniers.

d) Les véhicules et les aéronefs ainsi que le matériel nécessaire à l’intervention sont placés sous le régime de l'admission temporaire sur le territoire de la Partie requérante ; les carburants et les ingrédients sont exonérés des droits et taxes dans la mesure où ils sont utilisés pour l'intervention et pendant toute la durée de celle-ci.

Article 5Liberté d'accès aux régions sinistrées

Les personnels mentionnés à l'article 4 ont libre accès en tous lieux réclamant leur intervention.

Article 6Intervention par voie aérienne

1. Les interventions peuvent se faire au moyen d’aéronefs, et notamment d’hélicoptères. Une liste des aéronefs et hélicoptères utilisés pour ces opérations est communiquée aux autorités compétentes des deux pays ; toute modification à cette liste fait de même l'objet d'une notification.

2. Une autorisation permanente de survoler les régions concernées dans les deux pays et d’y atterrir est établie par les deux pays pour les aéronefs susceptibles d’intervenir.La délimitation des régions concernées est déterminée préalablement à l'octroi de l’autorisation permanente de survol.Les organismes de contrôle aérien des deux pays sont avisés avant chaque vol.Le pilote, les membres de l’équipage et les membres de l’équipe d'intervention doivent être en mesure de justifier de leur identité et de leur nationalité. Les aéronefs sont autorisés à décoller et à atterrir en dehors des aérodromes douaniers des deux Parties contractantes.

3. Les autorités compétentes de l’État sur le territoire duquel l’intervention a lieu peuvent demander aux autorités compétentes de l'autre État un rapport écrit sur cette intervention.

4. Les aéronefs qui ont participé à une opération sont tenus de regagner le territoire de la Partie requise dans les délais les plus courts après la fin de l'intervention. Ils sont également autorisés à décoller et à atterrir en dehors des aérodromes douaniers des deux Parties.

Article 7Direction générale de l'intervention

1. La direction des opérations appartient dans tous les cas aux autorités de la Partie requérante.

2. Le directeur des secours de la Partie requérante précise les missions qu'il entend confier au détachement d'intervention envoyé par la Partie requise, sans entrer dans le détail de leur exécution.

Article 8Fin de l'intervention

1. Au terme de leur intervention, les personnels, véhicules et matériels de secours doivent regagner le territoire de la Partie requise par un point de passage autorisé.

2. Ceux des véhicules, aéronefs ou matériels de secours qui ne retourneraient pas dans l’État d'origine sans cause justifiée, dont l'appréciation appartient aux autorités douanières de l'autre Partie contractante, sont soumis aux dispositions légales ou réglementaires de cette Partie.

Article 9Dépenses d'assistance

1. Les dépenses d'assistance et de secours, de même que celles résultant de la perte, de la détérioration ou de la destruction de tout matériel d’opération, ne donnent lieu à aucun remboursement par la Partie requérante.Toutefois, les dépenses résultant du concours apporté par des particuliers n’ayant pas la qualité de service public sont à la charge de la Partie requérante. Cette disposition ne s’applique pas aux moyens d’intervention aérienne.

2. Pendant la durée des opérations, le ravitaillement en vivres des détachements de secours et l’approvisionnement du matériel en carburants et ingrédients nécessaires à son fonctionnement incombent à la Partie requérante.

3. En cas de recouvrement de tout ou partie des frais d’intervention, la Partie requise est dédommagée en priorité, sur la base d’une facture pro forma.

Article 10Responsabilité en cas d'accidents ou de dommages

1. Chacune des Parties contractantes renonce à formuler auprès de l'autre Partie toutes réclamations en cas de décès ou blessures survenant au personnel qu'elle a mis à disposition de cette Partie.

2. Si le détachement appelé en renfort provoque des dommages à des tiers, ces dommages sont à la charge de la Partie contractante sur le territoire de laquelle ils ont été causés, dans les mêmes conditions que s’ils l’avaient été par ses propres services de secours.

Article 11Entrée en vigueur et dénonciation

1. Le présent Accord entrera en vigueur un mois après que les Parties contractantes se seront notifié réciproquement l’accomplissement des formalités constitutionnelles requises.

2. L’Accord peut être dénoncé à tout moment moyennant un préavis de trois mois.

Fait à Berne, le 5 mai 1977, en deux exemplaires en langue française,

Pour le Gouvernement de la République française :CLAUDE LEBEL,Ambassadeur extraordinaireet plénipotentiaire en Suisse.

Pour le Conseil fédéral suisse :EMANUEL DIEZ,Ambassadeur,Chef de la Direction du droit international publicdu Département politique fédéral.

Les unités mobiles « UNIMOT »de réoxygénation et traitementdes eaux de surface

par Jacques BROQUE,inventeur du procédé

La lutte contre la pollution des eaux de surface a pris progressivement la dimension d'un devoir national. Si d'une part les collectivités urbaines et les industriels améliorent sans cesse la qualité de leurs rejets ou tentent de les réduire, il faut aussi en complément s'attaquer d'autre part au problème de la dépollution et de la régénération des eaux de surface par la pratique de traitements directs dans le milieu hydrique lui-même :

  • — soit par insufflation d'air comprimé, ou d'air ambiant enrichi (ou non) d'un ou de plusieurs gaz, tels oxygène ou ozone,
  • — soit par la dispersion contrôlée de solutions liquides de produits ou de compositions qui opèrent un véritable traitement de l'eau,
  • — soit encore par une combinaison de ces formes en opération simultanée.

C'est à tous ces genres de traitements directs dans le milieu hydrique qu’est destiné l'appareillage que nous présentons, lequel est conçu en plusieurs versions dérivées, de manière à permettre son adaptation aux diverses formes de traitement susceptibles d'être envisagées.

Ces ensembles sont destinés à assurer, pour des durées variables, des traitements mono ou multi-zones adaptés à la particularité du plan d'eau à traiter.

Les unités mobiles « UNIMOT » (Unité Mobile de Traitement) ne sont pas encore en service. L'invention fait l'objet d'un dépôt de brevet, mais n'est pas encore connue ni commercialisée. À la suite de la parution de cet article, les firmes industrielles ou les organismes qui seraient intéressés pourraient se mettre en rapport, par l'intermédiaire de « L'EAU ET L'INDUSTRIE », avec son auteur, qui est l'inventeur et le détenteur du brevet.

Pour être aussi clair que possible dans nos descriptions, nous avons tenu à présenter le maximum de figurations graphiques.

[Photo : Fig. 1 — CONCEPTION I. Vue générale.]

UNIMOT — CONCEPTION I

Les organes principaux de l'appareillage sont figurés dans cette vue générale :(A) = la crépine d’aspiration — (B) = la cabine technique de traitement — (E) = les tubes souples véhiculant le fluide de traitement — (D) = les éjecto-diffuseurs.

A — La crépine d’aspiration

Elle est destinée à filtrer l'eau admise afin d’éviter le colmatage des différents éléments du circuit : la pompe, les brises, les diffuseurs.

Elle ne doit pas elle-même se colmater trop rapidement pour réduire au maximum les interventions de nettoyage.

Elle ne doit pas être sensible à la corrosion.

VARIANTE

Pour certaines utilisations, la crépine d’entrée doit pouvoir être remplacée par un système de décantation afin de rejeter de l'eau filtrée dans le plan d'eau.

B — La cabine technique de traitement (C.T.T.)

C’est l'organe mobile : transportable, tractable, insonorisé, pouvant rouler ou être embarqué sur une structure flottante ancrée au large d'un plan d'eau. Elle doit être de construction simple et robuste.

Un moteur thermique (2) entraîne par voie électrique les différents organes inclus dans la C.T.T. Il est prévu la possibilité d’alimenter en électricité la C.T.T. sur un réseau public, par l'intermédiaire d'un tableau en couplage interne.

— Elle doit pouvoir fonctionner de manière ininterrompue pendant 8 heures au moins, en l'absence de personnel. Elle doit être munie de sécurité de fonctionnement sur les organes « clés » ainsi qu'un dispositif anti-feu automatique.

— Extérieurement les panneaux d’accès étant fermés à clé, seuls 2 voyants « marche » et « défaut » sont visibles (en cas de défaut la cabine s’arrête en totalité, seul le voyant reste allumé).

— Les prises d’air doivent être grillagées et chicanées pour éviter tout acte de malveillance « seules les personnes attachées au fonctionnement » doivent avoir accès à l'intérieur de la cabine.

— Un système d’ancrage doit être prévu pour la maintenir en place, en particulier en cas d’installation sur berge.

— La cabine peut également être embarquée sur une structure flottante.

— L’enveloppe de la cabine doit être l'insonorisant de l’ensemble : il peut être en fibre de verre ou tout autre matériau insensible aux intempéries.

— Le générateur électrique contenu dans la cabine doit posséder un silencieux d’échappement répondant aux normes antipollution et antibruit.

— Le volume approximatif de la cabine doit être égal ou inférieur à celui d'une caravane de type moyen.

— La durée de vie des organes tournants doit être de 3 ans minimum.

— Les appareillages électroniques peuvent être tropicalisés.

— L’aspect de la cabine doit lui permettre de s’insérer sans heurter la vue dans un site quelconque.

(La cabine peut servir également à l’alimentation en électricité 24-48 V~ pour les variantes : pompes immergées sur diffuseurs et pompes à air immergées.)

LES VARIANTES

— Diffuseurs avec pompe intégrée,

— Pompe à air immergée

nécessitent pour leur fonctionnement la centrale de traitement (qui n’est autre que la « C.T.T. »).

C — Les tubes souples véhiculant le fluide de traitement

Ils sont raccordés à la C.T.T. et groupés deux par deux. Ils sont concentriques. Chaque groupe de tubes alimente un éjecto-diffuseur. Chaque unité de traitement peut comporter au moins un éjecto-diffuseur.

Les tubes externes véhiculent air, enrichi ou non d'un gaz de traitement. Les tubes internes véhiculent l'eau, enrichie ou non de solution liquide de traitement.

Ils doivent pouvoir résister dans le temps aux agents corrosifs contenus dans l'eau à traiter et aux adjuvants de l'eau traitée.

Ils doivent être protégés extérieurement de manière efficace aux attaques mécaniques, manutentions, frottements, opérations de faucardage, etc. Un dispositif de balisage n’est pas exclu.

— Ils ne doivent pas être sensibles à l’écrasement en cas d’immersion en eau profonde.

— Ils ne doivent pas être annelés intérieurement.

— Ils doivent être raccordables par un moyen simple pour obtenir des longueurs d'utilisation variables.

D — Les Éjecto-Diffuseurs

Ils se présentent sous la forme de parallélépipèdes rectangles plats, munis de pieds. Ils comportent sur une de leurs faces les injecteurs sur lesquels sont raccordés les tubes souples venant de la C.T.T. Sur les cinq autres faces sont disposées les ouvertures obturables au choix, permettant de diffuser d'une manière correcte les fluides de traitement : air, mélange d’air et de gaz, gaz purs, ou solutions liquides.

[Photo : Éjecto-Diffuseur. — CONCEPTION]

Leur nombre n’est pas limitatif, toutefois pour le prototype il est préconisé un nombre de 3 (à vérifier dès les premiers essais).

— Ils doivent permettre l’induction d’air atmosphérique, suralimenté ou non, avec comme fluide moteur l’eau traitée venant de la pompe.

Les buses

Ne doivent pas avoir un orifice de sortie trop faible afin d’éviter le colmatage de celui-ci ; toutefois, le diamètre du trou doit permettre une vitesse d’éjection la plus rapide possible en fonction des pressions disponibles. Les buses doivent être réglables en profondeur dans le col de Venturi (cas prototype). Cet ensemble ne doit pas être sensible à la corrosion et doit résister aux attaques mécaniques et aux opérations de manutention. Des flasques démontables doivent être prévues pour les nettoyages.

NOTA

En fonction de la profondeur d’immersion, le débit d’air induit peut être variable. Dans ce cas, il doit être prévu soit un type d’éjecto-diffuseur fonctionnant à la profondeur d’immersion, soit un réglage permettant d’ajuster le débit d’air suivant la profondeur.

LES DIFFUSEURS

Leur nombre n’est pas limitatif. Ils doivent être inoxydables, plats, montés sur des pieds réglables en hauteur pour la mise de niveau. Ils ne doivent pas, en fonctionnement, faire remonter les boues du fond.

Les diffuseurs étant des parallélépipèdes rectangles, on dispose donc de 5 faces de diffusion que l'on peut choisir en fonction du lieu, de la flore, de la faune, du sol, etc.

— Les surfaces diffusantes ne doivent pas se colmater. Pour ce faire, les perforations des diffuseurs doivent avoir un diamètre judicieusement choisi. Les diffuseurs doivent posséder des trappes d'accès pour le nettoyage.

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE LA CONCEPTION I

En repartant de la figure 2 : la cabine technique de traitement, l'eau brute est aspirée au travers de la crépine (21) par une pompe à eau (8) contenue dans la C.T.T. Cette eau reçoit, grâce à un système de dosage réglable (12) les quantités nécessaires de liquides de traitement (20). Ensuite elle est véhiculée dans les tubes internes (17) jusqu’aux éjecto-diffuseurs.

La dépression créée au passage de l'eau aspire dans les tubes externes (16) de l’air ambiant qui peut être enrichi de gaz (13) dont les quantités injectées sont dosées par un système réglable (14).

La C.T.T. possède des vannes de réglage (10) en tête de chaque départ des tubes.

Le mélange intime air ou gaz de traitement/eau traitée se répartit dans les éjecto-diffuseurs (D) puis est évacué hors de ceux-ci suivant l'orientation qui aura été déterminée avant l'immersion (figures 3 bis et 4).

Le nombre d’éjecto-diffuseurs raccordables à la C.T.T. par les tubes souples est fonction du type d'unité employé.

La mise en place et l'enlèvement des éjecto-diffuseurs s’effectue au moyen d’un système utilisant des flotteurs et un dispositif de levage.

[Photo : Fig. 3 bis]

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DES ÉJECTO-DIFFUSEURS

UNIMOT — CONCEPTION II

Deux différences technologiques la démarquent de la conception I, sans changer pour autant le principe de fonctionnement général, car on utilise également l'effet de Venturi (figure 5).

1 — La C.T.T. ne compte plus de pompe à eau. 2 — Chaque éjecto-diffuseur possède sa propre pompe, solidaire de celui-ci (figure 6).

Utilisation : action multizones eau sous pression : oui par pompes immergées adjuvant liquide(s) : oui adjuvant gazeux(s) : oui

Les traitements des zones peuvent être différents les uns des autres.

Remarque :

Le fonctionnement des pompes à eau immergées est assuré à partir de la C.T.T. qui fournit la tension alternative de 24 ou 48 volts.

Les tubes concentriques sont toujours utilisés, mais dans le tube interne circulent uniquement les liquides traitants (sans eau). Le tube externe, comme dans la conception I, véhicule l'air plus le gaz.

L'intérêt que présente la fixation de la pompe à l’éjecto-convecteur est la possibilité d'utilisation en eau profonde en raison de la dénivellation nulle existant entre l'aspiration et le refoulement de la pompe.

[Photo : CONCEPTION II — fig. 5]
[Photo : Fig. 6. — Éjecto-Diffuseur. — CONCEPTION II]

UNIMOT — CONCEPTION III

On utilise des pompes à air à membrane, aspirant l’air atmosphérique et le rejetant dans la masse liquide à traiter (figure 9).

Cette conception est très différente des deux versions précédentes : l’eau n’est plus utilisée comme fluide primaire. Les pompes peuvent être équipées de tubes souples distribuant l’air traité à distance au travers de diffuseurs (figure 8).

CONCEPTION III

[Photo : coupe de la pompe à air avec repères A à G]
A = Pompe
F = Membrane pompe
1 = Compartiment moteur
2 = Alimentation électrique 24/48 V alternatif
3 = Compartiment diffuseur
4 = Sortie diffusion

CONCEPTION III bis

cabine de traitement

immergéeaction : multizoneseau sous pression : nonair : oui

adjuvant liquide(s) : nonadjuvant gazeux(s) : oui

[Photo : schéma d’installation avec cabine de traitement et diffuseurs — Fig. 8]

CONCEPTION III. — Vue générale.

[Photo : vue générale de l’installation — Fig. 7]

cabine de traitement

pompe air

compartiment moteur

Étanche

pompes air

vers cabine de traitement

gaz traitants

Utilisation : action 1 zoneeau sous pression : nonair : ouiadjuvant liquide(s) : nonadjuvant gazeux(s) : oui

[Photo : installation immergée avec colonne d’air — Fig. 9]

CONCLUSION

Cette communication n’a pas d’autre ambition, rappelons-le, que de décrire le procédé et l’appareillage UNIMOT avec ses différentes versions, et les documents présentés constituent une sorte de guide pour l’étude et la fabrication de prototypes.

J. BROQUE

[Encart : Le cycle « Oxygénation de l’Eau » dans L’EAU ET L’INDUSTRIE 1) La réoxygénation des lacs et des rivières par l’aération forcée, selon les techniques ATLAS-COPCO : « LIMNO », par C. LAPORTE. 2) Réoxygénation des eaux de surface avec l’oxygène pur, selon les techniques de L’AIR LIQUIDE – « TURBOXAL » et « OXYNAUTE », par V.-P. TORRES et B. JAMONET …………… n° 21 – p. 53 3) Eutrophisation des lacs, un aperçu de l’expérience finlandaise – L’appareil « HEXIDOR », par G. BARROIN. 4) Les unités mobiles « UNIMOT » de réoxygénation et traitement des eaux de surface, par J. BROQUE. n° 23 – p. 57]
[Encart : Le cycle « Unités mobiles pour l’Eau » dans L’EAU ET L’INDUSTRIE 1) La station-pilote mobile C.T.E. d’essais et de recherches sur l’eau … n° 1 – p. 37 2) L’unité mobile RHONE-POULENC pour le traitement des eaux … n° 3 – p. 60 3) La voiture-laboratoire de la 1re RÉGION PISCICOLE, basée à Compiègne … n° 4 – p. 74 4) L’unité mobile CHEMFIX pour le conditionnement des boues par solidification ……… n° 7 – p. 66 5) Installation mobile « WATER-LINE » de SULZER pour la préparation d’eau potable … n° 8 – p. 58 6) Les camions-citernes NORIT pour livraison en vrac de charbon actif aux usines d’eau potable … n° 9 – p. 50 7) Camion-laboratoire et bateau-laboratoire de la Section Radioécologie du CEA à Cadarache … n° 10 – p. 100 8) L’unité mobile « HUMBOLDT-WEDAG » de KHD pour la déshydratation des boues … n° 17 – p. 26 9) « LABODODO » : le laboratoire à boues de CECA pour chantiers de forages aquifères …………… n° 21 – p. 53 10) L’unité mobile « CENTRASOC-KRUGER » de SOCEA pour la déshydratation des boues 11) Les unités flottantes « OXYNAUTES » de L’AIR LIQUIDE, pour la réoxygénation des eaux de surface …………… n° 24 12) Les unités mobiles « UNIMOT » de réoxygénation et traitement des eaux de surface …………… n° t – p. 37]
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LES CONCLUSIONS DES RAPPORTEURSDES 3 JOURNÉES DE MONTPELLIER(12-13-14 Octobre 1977)

Nous avons rendu compte en son temps dans notre revue de la très importante manifestation nationale d'octobre dernier à Montpellier, que l'on continuera d’ailleurs à désigner « Les 3 Journées de Montpellier », organisées par le ministre de la Culture et l'Environnement et suivies par 500 participants représentant l'élite de la Recherche sur l'Eau en France (1).

Le déroulement complet des travaux a été repris dans notre compte rendu initial, avec les différents thèmes portés à l'ordre du jour, et dans chacun de ces thèmes les sujets traités successivement, avec l'énumération complète de tous les responsables qui ont œuvré à titre personnel et à titre collectif.

La masse considérable des éléments rassemblés en la circonstance est en cours de dépouillement à la Direction de la Prévention des Pollutions et Nuisances du ministère, et donnera lieu comme ce fut le cas pour « Les Journées de Rennes de mai 1975 » à un document de synthèse qui sera publié en son temps par ses soins.

Entre-temps, et maintenant qu'un certain recul s’est institué, il est intéressant de revenir sur les conclusions de MM. les Rapporteurs de Thèmes et de connaître l'impression d’ensemble que chacun d'eux a dégagée à titre personnel de la discussion qui a suivi la présentation de son Rapport.

[Photo : La séance inaugurale : en haut, l'allocution du Président ESCANDE ; au-dessous, celle de M. PHILIP.]
[Photo : Le Président Léopold ESCANDE.]
[Photo : M. Patrick PHILIP.]

La séance d’ouverture avait débuté, on s’en souvient, par les souhaits de bienvenue du doyen ORTOLEZI, suivis de l'allocution du président ESCANDE et de celle de M. Patrick PHILIP — les deux rassembleurs de Montpellier.

(1) Voir L'EAU ET L'INDUSTRIE, n° 20, novembre 1977 - « Les trois Journées de Montpellier ».

Nous n’avons plus à reprendre ces allocutions puisqu'elles furent largement reproduites dans notre précédent compte rendu, auquel nous nous permettrons de renvoyer nos lecteurs sur ce point.

Successivement nous passerons maintenant en revue :

  • — La table ronde sur « Les Techniques Instrumentales pour le Contrôle des Eaux », dirigée et animée par M. G. MAVEL.
  • — Le thème 1 : « Le devenir des agents et produits pathogènes, les traitements et leurs effets », dirigé par M. J. BONTOUX.
  • — Le thème 2 : « Procédés Physico-Chimiques d'Épuration », dirigé par M. R. BEN AIM.
  • — Le thème 3 : « La Prévision appliquée et la Question des Ressources en Eau », dirigé par M. J. JACQUET.

— Le thème 4 : « La mise en place d’un Objectif de Qualité », dirigé conjointement par MM. J. PICARD et M. POTIER.

Et enfin :

— L’allocution de clôture de M. J.-F. SAGLIO.

Étant donné l'importance des documents élaborés par ces éminents responsables, il nous faudra étendre cette publication sur deux numéros de « L'EAU ET L'INDUSTRIE ». Pour cette fois nous présentons la table ronde et les deux premiers thèmes.

LA TABLE RONDE

SUR LES TECHNIQUES INSTRUMENTALES POUR LE CONTRÔLE DES EAUX

par G. MAVEL.

Les organisateurs des « Journées de Montpellier » sur l’Eau, la Recherche et l’Environnement ont jugé bon d’ouvrir leurs sessions par une table ronde destinée à faire le point sur l’état actuel des techniques instrumentales mises en œuvre, sur les installations et sur le terrain, pour le contrôle des eaux.

Cette table ronde avait pour but de faire exprimer par divers utilisateurs de l'administration ou de l'industrie les besoins qu'ils ressentent, et par les industriels fabricants de matériels les difficultés qu'ils peuvent rencontrer dans la conception de leur ligne de produits.

Dirigés par M. MAVEL, Directeur Général de l'Institut National de Recherche Chimique Appliquée (IRCHA), vice-président du comité d’Action Concertée « Instrument de Mesure et Capteurs » de la D.G.R.S.T., les débats ont été animés par un « panel » composé de :

  • — M. FONBON, Responsable du Service Application de la Société SOLEA-TACUSSEL,
  • — M. JOURNET, Ingénieur de la Division « Qualité des eaux » à l'Agence de Bassin Artois-Picardie,
  • — M. LEFEBVRE, Directeur Commercial, Société ROUCAIRE,
  • — M. LUTZ, Ingénieur de la Division « Études et Essais Physico-chimiques » à l'E.D.F.,
  • — M. NORMAND, Chef de Service de Physique et d’Analyse au Centre de Recherches de Décines RHONE-POULENC,
  • — M. PORTIER, Chef du Service « Protection du Milieu Naturel » au Canal de Provence,
[Photo : M. G. MAVEL.]
  • — M. POUX, Responsable du Service « Action-Evaluation du matériel » au Bureau National de Métrologie.

Les premiers, représentants des utilisateurs, ont souligné les qualités qu’ils attendent d’appareils destinés à être utilisés sur site, en particulier :

  • — une fiabilité et une robustesse permettant un emploi prolongé sans surveillance exagérée ;
  • — un prix suffisamment raisonnable pour la multiplication des points de mesure.

Force est de constater qu'un grand nombre d’appareils proposés dérivés directement de modèles conçus pour le laboratoire sont transposés sans prêter une attention suffisante aux conditions réelles d'emploi : souvent les utilisateurs seraient prêts à sacrifier une part des performances pour une plus grande commodité et une sûreté d'emploi. Le service après-vente constitue également un point très important pour les appareils devant souvent travailler en ligne.

Pour leur part, les fabricants d’appareillages ont relevé les difficultés qu’ils rencontrent lorsqu’ils souhaitent faire définir par les utilisateurs le cahier des charges propre à l'appareil demandé. Les incertitudes de la technique, parfois de la réglementation, rendent difficile sans plus ample recherche la mise au point des appareils. Le plus souvent ceux-ci paraissent d’ailleurs plus comme un prototype nouveau pour chaque nouvel utilisateur que comme un appareil de série. Le prix de revient s’en ressent évidemment sans que soit toujours justifiée l'impression du client qui soupçonne son fournisseur de profiter de la situation. La normalisation des appareillages, en particulier dans le cas — en principe clair — où il y a norme, constitue la seule réponse convenable dans un tel cas.

La discussion menée ensuite avec une participation active de nombreux assistants a permis de mieux mesurer l'importance du sujet abordé. Les techniques instrumentales constituent en effet un préalable souvent passé sous silence des traitements à proposer et à appliquer aux problèmes de pollution. On relèvera en particulier l’intérêt exprimé par les installateurs et les traiteurs d'eau qui sont au premier rang des professions concernées : ils ont d’ailleurs proposé leur aide pour la qualification sur des stations pilotes ou sur des unités réelles des appareillages qui seraient conçus pour travailler dans de tels environnements.

S'il est difficile de parler de « conclusions » à l'issue d'un débat qui prétendait plutôt ouvrir un dossier, il apparaît que le dialogue ainsi ébauché aura permis aux nombreux participants et en premier lieu aux représentants des organismes publics représentés, de mesurer l'urgence d'une action coordinatrice à laquelle le ministère de l'Environnement et la D.G.R.S.T. pourraient être amenés à donner une impulsion de départ.

LES CONCLUSIONS DU RAPPORTEUR M. MAVEL

La mise en place des procédés d’épuration aussi bien que le suivi sérieux d'une politique de qualité de l'eau passent par l'existence d’un réseau sûr de capteurs et d’instruments de mesure et de contrôle. De même toute réglementation ne se conçoit que par une connaissance constamment améliorée sur les points sensibles du contrôle de l'eau, donc par des études et recherches basées sur des paramètres physiques, chimiques et biologiques qu’il faut mesurer.

Si les appareils de laboratoire destinés à la caractérisation des eaux ne posent que des problèmes modérés, compte tenu de l'expérience acquise antérieurement par les constructeurs, les appareils destinés au travail sur site, soit à poste fixe, soit mobiles sont bien moins nombreux et satisfaisants pour les utilisateurs. Il y a plusieurs raisons à cela :

  • — une connaissance incomplète des paramètres à mesurer et des interférences,
  • — une très grande variété des débits des utilisateurs et des conditions d'emploi,
  • — une sévérité très grande de ces dernières.

Même en se plaçant dans le cas le plus favorable (tel celui du Canal de Provence qui capte une eau très bonne et fiable et la conduit à couvert aux sites d’utilisation), on constate que les conditions d'emploi sont tout autres que celles habituelles au laboratoire.

(encrassage, conditions climatiques, etc.). La mise au point de ces appareils nouveaux ou de ceux en cours d'automatisation ne peut se faire par un ajustement hâtif de ce qui a été acquis en d’autres domaines ; elle nécessite au contraire des essais prolongés, effectués en conditions réelles, avec ou sans action directe sur les échantillons.

Il est devenu nécessaire de créer des centres de mise au point permettant de concevoir et d’assurer la définition de ces appareils. De tels centres devraient regrouper chercheurs, utilisateurs et constructeurs d’appareils, ces derniers ne se contentant pas de réaliser leur ouvrage, les premiers ne se bornant pas à se limiter à eux-mêmes en disant que c’est à l’industrie de prendre ses propres initiatives.

Le rôle de concertation centrale sur les appareils en leur donnant priorité et urgence : l’Administration (Ministère de l’Agriculture et C.G.T. Environnement) aura la tutelle technique des utilisateurs. L’ingénieur, qui doit apparaître jusqu’à la mise au point, doit s’unir au fabricant (industrie des fabrications) jouant le rôle d’arbitre et d’égalisateur. Cette action doit déboucher sur un niveau raisonnable de normalisation, seul remède aux appareils conçus et vendus à l’unité, à des prix prohibitifs…

G. MAVEL

THEME 1

« LE DEVENIR DES AGENTS ET PRODUITS PATHOGÈNES DANS LEURS TRAITEMENTS ET LEURS EFFETS »

LES CONCLUSIONS DU RAPPORTEUR : M. J. BONTOUX

Le premier thème de notre colloque portait sur les produits pathogènes. D’où viennent-ils exactement ? Comment sont-ils perçus ? Comment évoluent-ils naturellement dans l’environnement ? Quels effets subsistent-ils sous l’action des traitements ? Quelle est leur action sur l’équilibre de la vie ou de l’homme ? Ces questions furent le cadre des rapporteurs et des débats.

D’OÙ VIENNENT-ILS ?

L’origine des pollutions microbiologiques et des micropollutions chimiques est généralement connue et nous ne nous attarderons pas sur ce point bien qu’il puisse susciter certains commentaires.

COMMENT NOUS SONT-ILS PERCEPTIBLES ?

Il se pose les problèmes des analyses et de leur interprétation. L’analyse physico-chimique des résidus organiques est une technique intensivement employée. La chronologie propre à chaque composant ainsi que le marquage donnent une puissance d’investigation irremplaçable. Toutefois il est bien apparu au cours des débats que ces moyens sont d’un emploi limité. Ils nécessitent généralement traitement et volumes d’eau importants, et les temps de réponse sont relativement longs. Ils ne peuvent conduire à des résultats fiables qu’entre les mains de spécialistes suffisamment exercés (il faut laisser la spécialité aux spécialistes !). Les utilisateurs expriment un besoin d’un indicateur relativement simple du niveau de la micropollution organique. Ce besoin n’est comblé en pratique par aucun système satisfaisant. Dans le domaine microbiologique, les difficultés résident dans l’utilisation des germes tests de pollution. Il accord semble être fait sur le très grand intérêt de la recherche de l’ADN comme mise en évidence d’une contamination, mais il est rappelé que l’absence d’ADN dans une eau ne peut être interprétée comme une preuve absolue de l’absence de germes pathogènes. Les débats ont également rappelé les difficultés de l’analyse virologique, malgré les progrès faits en la matière. Notamment le manque de corrélation qui peut être observée entre le dénombrement des particules virales relevées avec la plaque de lyse virale et le pouvoir pathogène réellement impliqué de la présence de virus dissous, très nombreux dans les conditions expérimentales choisies.

COMMENT ÉVOLUENT-ILS NATURELLEMENT DANS L’ENVIRONNEMENT ?

À ce niveau les données dont nous disposons sont certainement incomplètes. Les chimistes constatent la longue rémanence de…

[Photo : L’exposition du matériel scientifique.]

nombreux pesticides ou P.C.B. dans l'environnement. Ils peuvent dans certains cas mettre en évidence les diverses étapes d'une dégradation ou d'une métabolisation, mais la complexité des pro­ cessus mis en jeu est généralement telle qu’il est assez fréquemment difficile d’exploiter quantitativement les résultats obtenus. La très grande diffusion des résidus dans le milieu naturel rend dans l’immé­ diat avant tout nécessaire la multiplication des mesures.

Dans le domaine de la microbiologie on doit bien évidemment constater la présence extrêmement fréquente dans les eaux de bac­ téries, virus et parasites pathogènes. Leur devenir n’est pas toujours bien connu mais il faut noter que l'on a constaté une forte pression sélective dans l'environnement aquatique en faveur des entérobac­ téries résistantes aux antibiotiques. Ce fait ne doit pas semble-t-il entraîner de risques graves pour l’homme, car la capacité de ces bactéries à s'implanter dans le tube digestif n‘est pas favorable ou exaltée par la résistance aux antibiotiques.

Quoi qu’il en soit l’étude de l’évolution des populations des germes rapportés en grand nombre dans le milieu naturel, et notamment de leur pathogénéité, doit se développer dans les années à venir.

QUELS EFFETS SUBISSENT-ILS SOUS L’ACTION DES TRAITEMENTS?

Les micropolluants organiques subissent l’action des techniques de traitement physico-chimique des eaux qui peuvent les transfor­ mer tout en diminuant le taux global. L'intérêt du charbon actif est particulièrement souligné. Chloration et ozonation ont fait l'objet de nombreux travaux qui ont permis l'identification des produits nouveaux formés dans différentes conditions opératoires (notam­ ment, les haloformes).

[Photo : Directeur : Pr J. BONTOUX.]

Les traitements par le bioxyde de chlore et de brome semblent nécessiter encore de nouvelles études en particulier au niveau de leur application aux eaux usées.

En ce qui concerne le devenir des résidus de pesticides et des P.C.B. au niveau des stations d’épuration biologiques il n’existe que des résultats extrêmement limités qui montrent toutefois une forte accumulation de ces produits dans les boues. Aucune identification de l'évolution des taux élevés ainsi observés, dans les boues au cours des traitements habituels qu’elles peuvent ultérieurement subir, n’a pu être donnée. Il y a là une voie d'études pratiquement inex­ ploitée.

Bien qu’ils ne doivent pas être appliqués systématiquement mais seulement dans les cas particuliers où ils apparaissent nécessaires pour des raisons d’hygiène, les traitements de désinfection des eaux usées, c’est-à-dire les traitements destinés à éliminer les germes pathogènes, ont été analysés avec beaucoup d’attention par les participants à notre thème. Le rapporteur du sujet a souligné la mauvaise conception généralement observée des stations en ce domaine. Les concepteurs d'installations ne reçoivent actuellement pas comme ils le devraient, des instances officielles, les directives susceptibles d’application pratique et efficace lors de l'instruction des dossiers. La détermination des doses de désinfectant à utiliser pose effectivement un problème difficile à résoudre.

Bien que des sociétés françaises soient à l'origine de techniques nouvelles de désinfection ou en détiennent les brevets, trop peu d'études françaises de qualité sont actuellement disponibles sur ce sujet. On ne peut qu’encourager dans un premier temps toutes les études permettant de définir les relations entre : le rendement de la désinfection, les doses et les temps de contact, et dans un second temps toutes celles comparant la toxicité des effluents désinfectés par les diverses techniques actuellement disponibles.

Une place à part toutefois dans le domaine de la désinfection des eaux usées doit semble-t-il pour l'instant être faite au traitement par précipitation à la chaux à des pH au moins égaux à 11. Ce traite­ ment est en effet aujourd'hui celui qui fait l'objet d'un minimum de critiques, si ce n’est toutefois celles d’être relativement onéreux et de conduire à d'importantes quantités de boues.

Les débats ont également comparé aux techniques classiques de désinfection, la technique du lagunage. Le lagunage permet d’obte­ nir de bonnes performances dans l'élimination des bactéries, germes tests de pollution fécale, mais l'attention doit être attirée sur les virus dont l'élimination par lagunage est l'objet de controverses. Enfin l'attention doit être attirée sur l'élimination des parasites.

Il nous reste enfin, à aborder le dernier point.

QUELLE EST L’ACTION DES POLLUTIONS MICROBIOLOGIQUES ET DES MICROPOLLUTIONS ORGANIQUES SUR L’ÉQUILIBRE DU MILIEU NATUREL ET SUR L'HOMME?

C'est certainement à ce niveau que se situe le cœur du débat.

Une constatation d’ensemble s’impose : il est extrêmement dif­ ficile de passer des résultats objectifs souvent très précis de l'ana­ lyste, à l'évaluation de l'effet sur le milieu et sur l'homme ; c’est pourtant là que réside la finalité essentielle de toutes les mesures effectuées.

« Quelle est la signification biologique du nanogramme ? » Il est très difficile de répondre.

Soulignons d’abord que, bien que comme nous l’avons indiqué, la connaissance de l’évolution de la pathogénéité ou de la résistance des germes diffusés dans l'environnement comporte des zones d’om­ bre, l'interrogation paraît surtout posée au niveau de la micropollu­ tion chimique. Peut-être d’ailleurs l'attention n’est-elle pas assez attirée vers les « indicateurs virus » à cause du pouvoir cancéro­ gène possible qu’ils peuvent illustrer.

Quoi qu'il en soit c’est le décalage entre la sensibilité de l’indica­ teur chimique et celle de l’indicateur d’effets biologiques qui préoc­ cupe maintenant. Et l'on s'interroge surtout sur la représentativité des tests biologiques disponibles.

C'est ce qui explique d’ailleurs la multiplicité des tests qui à l’analyse n‘apparaissent pas corrélables.

La difficulté réside dans la conception de tests globaux valables.

Deux plans, schématiquement et arbitrairement, peuvent être dis­ tingués : celui de l’écotoxicologie qui s’adresse au milieu, et celui de l'homme.

La mise au point de chaînes trophodynamiques valables semble avoir fait des progrès. Nous allons dans les années qui viennent vraisemblablement voir améliorer l'exploitation de ces chaînes et les études en ce sens doivent être encouragées afin notamment d’obtenir une certaine harmonisation des méthodes expérimentales.

Au niveau de l’homme, la sélection des tests de toxicité et leur mise à l'épreuve aussi s’imposent, l'effort devant porter sur la toxicité chronique et subchronique. Il doit porter notamment sur la mise au point de tests globaux chaque fois que cela s’avère possible.

La mise en place de la loi du 12 juillet 1977 devrait favoriser le développement des efforts importants déjà entrepris dans ces diver­ ses voies.

Mais surtout s’est imposée de façon permanente au cours des débats la nécessité d'études épidémiologiques et ceci d’ailleurs, il faut le souligner, tant pour l’étude des effets de la pollution chimique que de la pollution microbiologique.

Ces enquêtes sont difficiles à réaliser. Très rares sont celles qui ont été effectuées en France. Il apparaît comme une nécessité absolue d’encourager les équipes capables de les effectuer dans de bonnes conditions. Ces conditions ont été évoquées par les rapporteurs.

Disons simplement ici que les enquêtes doivent non seulement porter sur la population cible ainsi que sur les fluctuations des sources de pollution, mais qu’elles doivent également englober tous les facteurs du milieu qui ont des conséquences directes sur l’effet recherché.

Voici quelques idées extraites des rapports très complets et très documentés soumis aux participants du Colloque et des débats très riches qui se sont établis entre tous les participants aux discussions du thème 1, objet de mon propos...

APPRÉCIATION SUR LES DÉBATS DU THÈME 1, PAR M. J. BONTOUX

Sur le plan général il me paraît important de souligner que les Journées de Montpellier ont su choisir de traiter les thèmes essentiels aujourd’hui dans le domaine de l’eau.

Les débats toujours positifs qui se sont établis, ainsi que la qualité des intervenants, ont permis vraiment de mettre en lumière les questions qu’il faut s’attacher à résoudre maintenant en priorité.

Ceci est particulièrement vrai pour le thème 1 où la micropollution chimique organique et ses conséquences est très nettement apparue comme la préoccupation majeure qui doit mobiliser de façon urgente les efforts de tous...

J. BONTOUX.

THÈME 2

« PROCÉDÉS PHYSICO-CHIMIQUES D’ÉPURATION ». LES CONCLUSIONS DU RAPPORTEUR : M. R. BEN AIM

Les procédés physico-chimiques constituent de nouvelles solutions d’épuration permettant, mieux que les procédés biologiques classiques, de faire face à des contraintes particulières liées à l’effluent, au site et au milieu récepteur.

Les rapports et les discussions ont porté sur l’application des procédés physico-chimiques aux eaux usées urbaines, mais ont fait apparaître l’émergence de certains procédés à performance spéciale dont les premières applications sont pour l’instant limitées au seul domaine industriel ; il s’agit de la coalescence plus particulièrement appliquée au traitement des émulsions huileuses et des procédés à membrane permettant d’obtenir des concentrations importantes sans changement de phase.

La nécessité d’avoir recours dans certains cas aux procédés physico-chimiques pose le problème de leur évaluation économique. La discussion a fait apparaître l’absence d’une étude économique intégrant les problèmes d’investissement et d’exploitation des stations. Le mode actuel de financement limitant l’intervention publique au seul investissement ne facilite pas cette approche.

On a également constaté que le développement des procédés physico-chimiques se heurte à des normes de rejet définies en fonction de niveaux d’épuration, qui ne tiennent pas compte dans leur définition ou dans leur application de la particularité des performances de ce type d’installation. Les procédés physico-chimiques ont des performances qui entrent difficilement dans le carcan des niveaux.

Il a été signalé que la superposition injustifiée d’exigences administratives a conduit à retenir des solutions d’épuration poussée qui auraient pu être remplacées avantageusement par des solutions physico-chimiques. L’épuration physico-chimique est une réalité,

[Photo : Directeur : M. Roger BEN AIM.]

c’est le fait nouveau apparu au cours des deux années qui séparent RENNES de MONTPELLIER.

D’ores et déjà il existe une trentaine d’installations de capacités très variables (1200 à 220 000 habitants) ainsi que des études-pilotes qui ont permis d’avoir un certain nombre d’informations tant sur le plan économique que sur le plan des résultats et des contraintes d’exploitation.

Les discussions qui ont suivi ont fait apparaître la nécessité de développer l’effort de recherche :

  • — Recherche de paramètres représentatifs des phénomènes mis en jeu au cours de la floculation.
  • — Développement conjoint des capteurs adaptés.
  • — Étude des techniques de floculation permettant une utilisation optimale des réactifs et ce, en tenant compte du mode de séparation liquide-solide qui suivra.
  • — Amélioration de la flexibilité, de la fiabilité et de la facilité d’exploitation des ouvrages de la séparation liquide-solide.
  • — La mise au point de réactifs performants ou de moindre coût (utilisation de produits résiduaires ou possibilité de récupération de réactifs).
  • — La mise au point de techniques de désinfection bien adaptées aux qualités d’eaux produites par les procédés physico-chimiques.
  • — Le développement de techniques d’affinage tels que les filtres immergés ou l’utilisation d’adsorbants.
  • — L’évaluation de la stabilité chimique et biologique des boues produites (problèmes d’odeur).
  • — L’estimation de leur valeur agricole et des risques potentiels liés à cette utilisation.

APPRÉCIATION SUR LES DÉBATS DU THÈME 2, PAR M. R. BEN AIM

Ce rapport de synthèse présenté à la séance finale des Journées de MONTPELLIER a été rédigé « à chaud » par l’ensemble des auteurs des six rapports qui ont constitué le thème « Les procédés physico-chimiques d’épuration » :

  • @ Procédés physico-chimiques à performance spéciale : MM. ROVEL, JAROSZ, LAMBERT.
  • @ Réactifs ajoutés et boues produites : MM. BOEGLIN, COLIN, CORNIER, HAUBRY, REINBOLD.
  • @ Innovations technologiques : MM. BAZIN, BEBIN.
  • @ Paramètres capteurs et chaînes de régulation : MM. BEN AIM, BEBIN, BROUZES, MOREAUX.
  • @ Résultats d’exploitation : M. JANODY.
  • @ Bilan économique et stratégie d’utilisation : MM. CASTEIGNEAU, AUSSOLEIL.

Il s’agissait donc de dégager les points forts d'une discussion qui a été certainement moins passionnée que celle concernant la mise en place d'un objectif de qualité ou les risques potentiels dus à la présence de micropolluants dans les eaux potables.

Le caractère essentiellement technique de ce thème ne devrait pas cacher toutefois les changements notables qu’impliquera à terme le développement de ces procédés.

Dès maintenant l’épuration ne peut plus être entièrement décrite comme un mélange binaire de biologie et de béton et ce processus va s’accentuer, ce qui ne signifie pas, bien au contraire, la disparition des procédés biologiques.

Les conséquences prévisibles sont multiples et peuvent sembler paradoxales :

  • — d’un côté on peut s’attendre à des transferts de plus en plus importants entre la branche « épuration » et les autres branches industrielles par le développement de l’automatisation et du contrôle, par l'utilisation de plus en plus fréquente de procédés divers déjà en service dans d'autres secteurs : floculation, flottation, adsorption, déshydratation, etc.
  • — D'un autre côté la diversification des techniques disponibles et le souci du législateur comme des responsables de la politique de l'eau vont sans doute conduire à une approche beaucoup plus spécifique des problèmes d’épuration. Le « sur-mesure » est sans doute appelé à remplacer le « prêt-à-porter ».

On permettra enfin à l’universitaire que je suis de souhaiter que le développement prévisible des procédés d'épuration physico-chimiques ait pour dernière conséquence d'attirer l'attention des responsables de notre politique de recherche : tant sur un plan fondamental que le long d’axes orientés par « l’aval ». Il y a encore beaucoup à faire, encore faut-il qu'un minimum de moyens nous soient donnés...

R. BEN AIM.

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