Un contrôle rapide du chlore résiduel est donc indispensable. Les petites installations comportent rarement des mesures automatiques de la teneur en chlore et les grandes installations contrôlent a posteriori le chlore résiduel, ce qui conduit à un temps de réponse assez long de l'asservissement, d'où le risque de distribuer une eau soit insuffisamment chlorée, soit surchlorée.
Pour la première fois, un appareil (DCL) nouvellement mis au point détermine automatiquement la demande en chlore et permet ainsi d’assurer l’asservissement amont de la post-chloration ; avec un ajustement permanent du dosage de chlore dans le réservoir, il assure une teneur constante en chlore libre résiduel en sortie quelles que soient les variations de la qualité de l'eau à traiter et du temps de séjour dans le réservoir.
[Photo : Fig. 1 : Dosage de chlore à injecter.]
Principe de l’analyse
Il s'agit de déterminer la valeur du chlore résiduel qui serait obtenue en sortie d'un réservoir (temps de contact compris entre 0,5 et 5 heures) en fonction du dosage de chlore appliqué à l'entrée suivant la qualité de l'eau à traiter.
L'oxydation des matières organiques et de l'ammoniaque par le chlore est effectuée en 5 minutes par chauffage à 45 °C (au lieu de deux heures), ce qui assure une régulation précise et sans inertie de l'apport de chlore*. La mesure proprement dite de chlore libre est une colorimétrie à la DPD selon la norme AFNOR T 90.038-1987.
Séquences de l'analyse
Le cycle de l'analyse comporte plusieurs séries de mesure :
- - sur l'eau en sortie du réservoir, l'appareil mesure le chlore libre résiduel en alternance avec la demande en chlore effectuée sur l'eau en amont du réservoir ; cette mesure est la confirmation du bon point de consigne ;
- - sur l'eau en amont du réservoir, l'analyseur mesure la demande en chlore. Cette analyse comprend 3 séquences de fonctionnement différentes : régulation, routine, recalage.
Grâce à ces trois opérations, l'analyse est effectuée en un minimum de temps, et la régulation est ajustée au mieux.
* Le principe de cette mesure est couvert par un brevet international.
[Photo : Schéma de l’appareil.]
Séquence de régulation
Cette phase est réalisée soit au moment du réglage de l’appareil, soit après une phase de recalage due à une variation rapide de la qualité de l’eau. Cette séquence a pour but, connaissant la consigne de chlore libre résiduel, de déterminer la dose de chlore à introduire en traitement de post-chloration (figure 1).
La droite représentant la valeur du chlore résiduel est construite à partir de trois mesures comportant différentes concentrations de chlore introduit.
Les données obtenues sont les suivantes :
* détermination par régression linéaire de la corrélation chlore résiduel/chlore introduit ;
* calcul du coefficient de corrélation ;
* calcul de la dose de chlore à introduire en traitement de post-chloration, connaissant la consigne de chlore libre résiduel.
Le cycle de mesure de la séquence de régulation prend 30 minutes.
Séquence de routine
Si le coefficient de corrélation est supérieur à 0,95, cette phase suit la séquence de régulation et, si ce coefficient est inférieur à 0,95, une nouvelle séquence de régulation est entamée.
Parallèlement à l’introduction de chlore dans le réservoir, la même concentration de chlore est injectée dans l’appareil avec mesure du chlore libre résiduel correspondant ; cette phase est répétée tant que la valeur de chlore reste dans la fourchette de ± 0,05 mg/l par rapport à la valeur de consigne, sinon la phase de recalage est entamée.
La durée de la séquence de routine est de 10 minutes.
Séquence de recalage
Afin d’assurer une qualité satisfaisante de l’eau dans les délais les plus courts, il est prévu de déterminer en première approche la nouvelle concentration de chlore à introduire. À cet effet, un premier échantillon à concentration élevée est chauffé et analysé. Ce point est associé à la dernière valeur obtenue lors de la séquence précédente de routine. Le calcul des coefficients de la droite obtenue permet de déterminer la dose de chlore à injecter en fonction de la consigne affichée. Une mesure du chlore résiduel à partir de cette nouvelle concentration permet de vérifier si cette valeur est satisfaisante. Si c’est le cas, l’appareil revient à la séquence de routine, sinon il entame une séquence de régulation.
Le cycle de mesure de la séquence de recalage prend 20 minutes.
L’appareil DCL
[Photo : Le DCL.]
L’appareil DCL comporte les trois fonctions suivantes : réaction du chlore avec les matières organiques et l’ammoniaque, refroidissement de l’échantillon et mesure colorimétrique classique (figure 2).
Le fonctionnement automatique de l’appareil est simple.
Sa précision, de ± 0,03 mg/l de Cl₂, permet une régulation fine autour du point de consigne de 0,1 ou 0,2 mg/l de Cl₂.
Le temps de mesure du Cl₂ résiduel est très court (5 minutes) et la mesure de la demande en Cl₂, en période de routine se réalise en 10 minutes. Si la qualité de l’eau varie, en 20 minutes l’appareil permet d’effectuer une rectification de l’injection de chlore à l’entrée du réservoir.
La maintenance de l’appareil est très légère : une intervention deux fois par mois (pour apporter les réactifs) est suffisante.
Conclusion
Le moyen de réguler avec précision la post-chloration existe désormais : en effet, bien que les caractéristiques de l’eau à traiter évoluent, et que le temps de séjour dans le réservoir varie selon la période de l’année, la qualité de l’eau distribuée peut être assurée en permanence par la détermination automatique de la demande en chlore, réalisée à l’aide de l’appareil DCL.
