Les équipements multiparamètres surveillent la qualité de l'eau in situ

Les analyseurs multiparamètres de terrain sont aux opérateurs chargés de la surveillance de la qualité de l'eau ce que sont les multimètres aux électriciens. Autant dire qu’ils sont aujourd’hui l’outil indispensable à tous ceux qui sont chargés de surveiller la qualité des rejets ou de suivre l'état de la ressource. Au fil des années, ces équipements se sont développés, profitant des progrès de l’électronique et de l'informatique embarquée. Ils deviennent de plus en plus légers et leur taille se réduit toujours plus, tout en intégrant des fonctionnalités de plus en plus étendues.

Ces technologies ont permis de développer des analyseurs multiparamètres dont le

Le poids ne dépasse pas quelques centaines de grammes. Elles ont aussi facilité la conception d'analyseurs de terrain faisant sortir certaines techniques du laboratoire, alors qu'elles étaient jusqu'ici réservées aux applications de paillasse.

Les sondes de mesure progressent également et deviennent plus petites et robustes. Le développement de nouveaux principes destinés aux capteurs de process des usines de traitement des eaux profite à la mesure de terrain, marquant là la principale évolution de ces derniers mois.

Des sondes de mesure d'oxygène dissous robustes

Pour la première fois, des sondes de terrain exploitent les avancées technologiques de la luminescence pour mesurer l'oxygène dissous. Des entreprises comme Hach Lange ou Aqualyse, Eijkelkamp (représenté en France par SDEC), proposent aujourd'hui des capteurs basés sur ce principe.

Le principe de la sonde LDO (Luminescent Dissolved Oxygen), présenté par Hach Lange voici environ 18 mois, a fait son chemin. L'oxygène dissous est mesuré à l'aide d'une couche sensible à l'oxygène qui réagit à la lumière bleue. Cette couche réagit et renvoie de la lumière rouge, grâce à un effet appelé luminescence. Le temps entre la réaction et le renvoi correspond à la teneur en oxygène dans l'eau. Ce principe est également utilisé par la sonde d'Aqualyse.

Cette technologie présente plusieurs avantages. La sonde mesure de façon très précise l'oxygène, notamment à de faibles valeurs et ce avec une grande stabilité. Sans membrane, sans électrolyte, le capteur n'a pas besoin de conditionnement ni de stockage délicat. Sans échange de membrane ou d'électrolyte, sa maintenance est très simple et se résume à peu de choses. Il peut être utilisé plusieurs mois sans réétalonnage.

Pour contrôler les très faibles concentrations d'oxygène dissous présentes par exemple dans les eaux des échangeurs, NeoSENS a développé une sonde numérique MDO2 dont le capteur est une puce électrochimique réalisée en technologie microsystème. L'opération de maintenance est nulle puisqu'il suffit de quelques secondes pour changer la cellule de mesure dont la durée de vie avoisine les six mois. Dès que le capteur est changé, la sonde est de nouveau opérationnelle immédiatement.

NeoSENS a développé trois capteurs adaptés à une gamme de mesure d'oxygène dissous de 1 ppb à la sursaturation. NeoSENS vise particulièrement les marchés de niche, avec la mesure de très faibles concentrations (au niveau du ppb). Aujourd'hui, l'entreprise qui souhaite rester sur ces segments de niche met au point un capteur de biofilm lui aussi basé sur une technologie microsystème. Le produit qui s'appelle micro-Ceb sera commercialisé dans les tous prochains mois. Il mesurera en continu, en ligne ou in situ, des épaisseurs de dépôt minéral ou organique de 0,4 à 20 mm.

L'intérêt de la mesure multiparamètres est

de réunir sur une même sonde plusieurs capteurs.

Le développement de sondes multiparamètres

La sonde multiparamètres de la série U-20XD d’Horiba est très compacte. Dans un diamètre de 47 mm, jusqu’à 13 paramètres peuvent être mesurés simultanément, dont le pH, la conductivité et l’oxygène dissous.

Chez Aqualyse, le capteur d’oxygène dissous peut être associé à des capteurs de température, de niveau, de profondeur, de conductivité, de résistivité, de salinité, de pH, de Redox, de turbidité, de nitrate, de chlorure et d’ammonium sur la sonde multiparamètres Memodat 9 / Troll 9000. Elle forme alors un ensemble compact que l’opérateur a bien en main.

Chez Neotek, la sonde Aquaclip 100 (diamètre 40 mm et longueur 420 mm) permet de mesurer simultanément jusqu’à 6 paramètres (température, conductivité, pH, Redox, oxygène dissous, profondeur). Elle dispose d’une connexion rapide à l'Acteon 3000 (le terminal portable de Neotek), mais aussi à un PC ou à tout autre équipement disposant du protocole SDI-12 (préleveur ou station de mesure, par exemple).

Quant au ConOx de VTW commercialisé par VWR, il réunit dans une même sonde des capteurs pour mesurer l’oxygène dissous, la conductivité, la température et la salinité.

Outre la compacité des sondes, les paramètres évoluent. Ainsi, pour la première fois, la détection des cyanobactéries dispose d'un capteur miniature pouvant être installé sur la sonde multiparamètres Datasonde commercialisée par OTT France.

Commercialisée par OTT France. Cette mesure optique par fluorescence permet un suivi simple, rapide et ponctuel des cyanobactéries.

L’universalité des systèmes d’acquisition de données portables

Fabriqués et commercialisés par Hydreka, les enregistreurs autonomes Octopus apportent une réponse adaptée aux applications dans le domaine de l'eau. Étanches (IP68) et résistants, ces appareils numériques disposent de 1 à 4 voies d’entrées configurables avec 65 536 données chacune et sont autonomes cinq ans sur piles. Deux voies de sortie relais permettent le pilotage de préleveurs d’échantillons, notamment sur des postes de refoulement d'eaux usées. Interfacés avec le logiciel Winfluid, ils sont disponibles sous trois formats de communication : local, RTC, GSM. Ils disposent d’entrées numériques unidirectionnelles ou bidirectionnelles (comptage, état, événement), fréquence (500 Hz maximum), analogiques (courant 0-20 mA alimenté ou non par Octopus, pression bas niveau ou tension 0-10 V), et pression intégrée (10, 16 ou 20 bar).

Les analyseurs multiparamètres jouent la compacité

De faible poids, robustes et étanches, dotés de mémoires et parfois même de fonctions de traitement des mesures, les nouveaux multiparamètres ont beaucoup évolué au cours de ces dernières années. Ainsi, le Combo d’Hanna instruments, avec un poids de 85 g, fait partie des appareils les plus légers. Cet instrument qui mesure 163 mm par 40 × 26 mm dispose d’une autonomie de 100 h et mesure le pH, la conductivité et la température sans changer de sonde.

Ainsi, les testeurs étanches d’Hanna Instruments, avec un poids de 85 g, font partie des appareils les plus légers. Ces instruments, qui mesurent 163 mm par 40 × 26 mm, disposent d'une autonomie de 100 h. La gamme se compose de huit testeurs qui mesurent et affichent simultanément le pH ou la conductivité ou les TDS et la température. Les versions HI 98120 et HI 98121 permettent la mesure et la lecture simultanées du rédox et de la température. La version HI 98121 présente la particularité d'offrir en plus la mesure du pH. Logés dans un boîtier compact et étanche, ces instruments ont été conçus et élaborés afin de proposer à l'utilisateur un confort d'utilisation et une sécurité de mesure inégalés pour un testeur.

Chez Neotek, l’Acteon 3000 est léger (600 g), étanche IP67 et flottable. Il dispose d'une autonomie d’alimentation de trois mois. Cet appareil conçu pour l’analyse de la qualité de l'eau enregistre jusqu’à 32 000 mesures et dispose d'une liaison RS232 vers un ordinateur PC. Doté d’une sortie impulsion, il peut commander un équipement externe comme un préleveur d’échantillon ou une pompe.

Avec le SC1000, Hach Lange lance un transmetteur numérique multiparamètres. Cet équipement complète la gamme de capteurs de mesure en continu du constructeur. Il se compose de deux parties : un module de sondes auquel les analyseurs et les sondes sont directement reliés et un module d'affichage portatif, le cerveau du système. Celui-ci intègre des fonctions de maintenance et de calcul et est doté d'un écran tactile. Ce transmetteur communique avec huit sondes différentes. Pour les configurations plus importantes, un réseau de mesure peut être mis en place en augmentant le nombre de modules de sondes, ce qui permet des connexions supplémentaires.

modulaire cet appareil se conditionne en fonction des besoins. Des sorties analogiques, des relais de liaison numérique par bus de terrain, des entrées analogiques et numériques peuvent être mises en place pour l'intégration de tout type de capteurs.

Le module d’affichage peut être fourni équipé d’une interface GSM, permettant d'exécuter toutes les fonctions sans présence sur le site.

La protection contre l’accès non autorisé est assurée. La configuration, la transmission des données, la mise à jour de logiciels et le diagnostic peuvent être exécutés à distance. L’ordinateur PC et le PDA arrivent aujourd’hui comme interface. Le capteur multiparamètres d’Aqualyse et la sonde d’oxygène dissous de NéoSENS peuvent être associés à un PC portable ou à un PDA étanche (IP 67). Ils peuvent aussi être utilisés comme interface de configuration, de lecture et d’exploitation.

Prominent mesure en continu de la concentration de chlorite

L'anion chlorite ClO₂ est un sous-produit de l'oxydation ou de désinfection de l'eau par le dioxyde de chlore. C'est un agent dangereux pour la santé humaine, aussi des normes de surveillance ont été définies aux niveaux national et international, le limitant à 0,2 mg/l dans l'eau potable (le taux limite de chlorite est fixé à 0,2 mg/l). Pour le mesurer en continu, ProMinent vient de mettre au point une sonde brevetée permettant de déterminer avec exactitude le taux de chlorite même en présence de désinfectant comme le chlore et le dioxyde de chlore ou en présence de sous-produit comme le chlorate et le chlore combiné.

Une information transmise par GSM

Cette fonctionnalité tend à se développer sur les appareils multiparamètres qui conjuguent mesure et acquisition de données. Ainsi le datalogger développé par STS, enregistreur autonome, compact et étanche, réalise des mesures simultanées de la pression, de la température et de la conductivité à l'aide d'une sonde à 4 électrodes insensible à l’encrassement.

Sa mémoire peut enregistrer jusqu'à 400 000 mesures. Le logiciel, installé sur PC ou Pocket PC, permet la configuration du système d’acquisition et la visualisation des mesures. Les données acquises sont ensuite transférées en ASCII ou XML dans les logiciels standards tels que Word ou Excel, où elles peuvent être retravaillées.

Les intervalles de mesure (0,5 s à 24 h) peuvent être fixes ou bien dépendants d’événements ou de périodes et autorisent plus de flexibilité dans les enregistrements. En utilisant une pile lithium standard, les coûts d’entretiens sont réduits car la sonde ne nécessite aucun réétalonnage et que la pile, facilement remplaçable sur le terrain, a une autonomie importante : 4 ans pour un intervalle de mesure d'une heure. Connectés au module GSM de STS, la télétransmission des données, les alertes et le paramétrage de l’appareil peuvent être réalisés n'importe où, via une connexion GSM. L’ensemble, autonome et de faible diamètre, peut rentrer complètement à l'abri des regards et du vandalisme dans un puits de diamètre 2" (50 mm).