Dans le monde, la France est le deuxième pays consommateur de pesticides et autres produits phyto-pharmaceutiques. Dans les grandes régions de cultures et d'élevage, la ressource en eau est contaminée, sa qualité se détériore. Cet état impose aux traiteurs d'eau d'adapter leur filière de traitement pour se mettre en conformité avec la nouvelle loi sur l'eau.
Avec 100 000 tonnes épandues chaque année, la France se place au second rang des pays consommateurs de produits phyto-pharmaceutiques, juste derrière les États-Unis. Bilan : les pesticides, les phytosanitaires et autres produits agro-pharmaceutiques sont de plus en plus présents dans notre environnement. Cette contamination inquiète les scientifiques qui soupçonnent certaines d’entre elles d’être liées à des dysfonctionnements de l’organisme, comme par exemple l’altération des fonctions reproductrices, ou l'apparition de tumeurs malignes. Or, si aujourd’hui de nombreuses questions restent encore en suspens, le caractère persistant qu’elles présentent en font un problème majeur qui doit être pris en compte notamment dans les aliments. Dans ce cadre, l'eau potable n’échappe pas à la règle. À titre de comparaison, la norme européenne en vigueur, et a fortiori la loi française, préconise une concentration inférieure à 0,1 µg/l produit par produit et 0,5 µg/l pour le total des produits.
Consciente du problème, la Commission Européenne s'est lancée voici déjà plusieurs années dans un vaste programme d’évaluation des produits phyto-pharmaceutiques. Dix ans après l’adoption de la directive (91/414/CEE) concernant les phytosanitaires, seulement 31 substances actives sur
834 existantes actuellement ont franchi la procédure complète d’évaluation. Ce programme, qui vise à évaluer les risques des ingrédients actifs dans les pesticides, devrait être prolongé jusqu’en 2008. « C’est un sujet d’évaluation sans fin, car il sort en permanence de nouvelles substances actives qu’il faut évaluer », explique Auguste Bruchet, responsable du département recherche analytique du Cirsee, le centre de recherches d’Ondéo-Lyonnaise des Eaux. Plus récemment, la Commission européenne a fait une proposition (COM/2001/17) suite à l’adoption de la nouvelle directive cadre dans le domaine de l’eau (directive 2000/60/CE). Celles-ci visent 32 substances prioritaires dont onze sont classées définitivement comme dangereuses et onze sont actuellement à l’étude (voir encadré). Ces dernières sont actuellement soumises à un examen approfondi afin de déterminer si elles doivent être classées « prioritaires » d’ici la fin de 2003.
En attendant d’en savoir plus, les réseaux de surveillance français montrent une dégradation quasi générale des ressources.
Une dégradation des ressources
En 2001, le réseau de mesure de la qualité des eaux souterraines du bassin Seine-Normandie contrôle 416 captages dont 387 sont destinés à l’alimentation en eau potable. Le résultat des suivis de la qualité des eaux montre que les triazines (surtout l’atrazine et son principal produit de dégradation, la déséthylatrazine) demeurent des sources majeures de contamination par les pesticides. Leur présence ne cesse de progresser depuis 1998. En 2000, 49,3 % des ouvrages suivis présentent une dégradation importante, voire très importante, contre 40,6 % en 1999 et 40,3 % en 1998. L’Agence de l’Eau Seine-Normandie précise dans son rapport d’activité 2001 que « les concentrations de déséthylatrazine dépassent plus souvent la norme de 0,1 µg/l que celles de l’atrazine ». De plus, en 2000, 32 % des captages sont concernés par un dépassement du seuil de concentration de déséthylatrazine et 27 % pour l’atrazine. À noter, les teneurs maximales en atrazine diminuent alors que celles en déséthylatrazine augmentent.
Cette détérioration des ressources pose quelques soucis aux producteurs d’eau potable car il leur faut mettre en œuvre des filières de traitement de plus en plus complexes pour aboutir au résultat demandé.
« Nous nous conformons à l’avis émis le 7 juillet 1998 par le Conseil supérieur d’hygiène publique de France, » explique Maria Prados de Vivendi Water. À cette date en effet, cette institution publique a émis des recommandations sur les filières de traitement des nitrates et pesticides. Le Conseil précise notamment qu’il convient de privilégier en priorité, parmi les méthodes disponibles, la méthode d’adsorption sur charbon actif en poudre ou en grain ou encore la méthode de rétention basée sur la nanofiltration. Cette préconisation va à l’encontre de l’oxydation radicalaire mise au point pour traiter nitrates et pesticides. Cette méthode de couplage associant ozone et peroxyde d’hydrogène était utilisée pour casser les molécules indésirables. Elle est aujourd’hui considérée comme peu satisfaisante car elle transforme les pesticides en des produits plus polaires difficiles à retenir sur le charbon actif.
Générale des Eaux, Ondéo, Saur ont toutes ces technologies à leur catalogue. Ils les proposent seules ou combinées à d’autres traitements utilisés de façon temporaire sur des sites en cas de problème ponctuel. Générale des Eaux a même développé des filtres mobiles.
Deux techniques : charbon actif…
Compte tenu de son coût et de sa simplicité de mise en œuvre, la méthode la plus utilisée est sans aucun doute celle de l’adsorption sur charbon actif. Elle est, en effet, facilement intégrable à une filière de potabilisation déjà en place. Le charbon actif, très poreux, présente une surface développée très importante sur laquelle viennent se fixer par adsorption les micropolluants. Pour assurer le temps de contact nécessaire à l’efficacité du procédé sur du charbon actif en grain, l’eau doit circuler de façon homogène sur la couche qu’il forme. Cette technologie est adaptée au traitement des cas courants. Elle nécessite peu d’entretien : seulement un détassement des grains par injection d’air comprimé et d’eau filtrée, envoyée à contre-courant, et un renouvellement dont la fréquence varie en fonction de la qualité de l’eau à traiter. Un tel procédé équipe déjà de nombreuses usines de potabilisation.
En juin dernier, Lyonnaise des Eaux France a présenté à Lamorlaye (Oise) sa nouvelle référence en matière de traitement d’eau potable. L’usine, qui approvisionnera 40 000 habitants dans la région de Chantilly, prend en compte la lente détérioration en pesticides de l’eau brute captée en milieu naturel.
Pour ceci, la filière qui produit 15 000 m³/jour d’eau potable combine un traitement au charbon actif en grains et une désinfection au bioxyde de chlore.
À Angers, la modernisation de l’usine d’eau potable de l’Île au Bourg met en œuvre le procédé Cristal (des membranes d’ultrafiltration fabriquées par Aquasource) associé à du charbon actif en poudre.
Installé dans les stations de Beaumont-de-Lomagne (31) pour traiter une capacité de 300 m³/h, mais aussi à Andrézieux (42) 450 m³/h et à Jaunay (85), sur une file de 3 300 m³/h, Carboflux™, le procédé de Saur, utilise le charbon actif en poudre. Il est mis en fluidisation dans un réacteur de façon continue, permettant ainsi de traiter la pollution en ligne. Puis l’eau transite dans un second réacteur où l’ajout de polymère favorise la tenue du mélange. L’eau traitée est récupérée par surverse dans un séparateur eau/charbon de type lamellaire qui peut être couplé à des membranes. Le charbon décanté est recyclé dans le premier réacteur. L’excédent est réutilisé dans la clarification amont ou traité directement avec les boues. « Cette technique est réactive et souple, elle s’adapte aux variabilités des flux polluants ». Carboflux équipe également l’usine de Radicatel au Havre, une unité de 63 000 m³/jour.
Si ces procédés se généralisent sur les lignes de traitement, il arrive que la ressource soit si diversement dégradée (pesticides, nitrates, matières organiques...) que le charbon actif ne suffit plus pour la potabiliser. Il ne reste plus alors qu’à mettre en œuvre une unité de nanofiltration.
... et nanofiltration
La première application de cette technique appliquée au traitement de l’eau potable a été réalisée à Méry-sur-Oise par Vivendi Water pour le SEDIF. Opérationnelle depuis octobre 1999, elle traite l’eau de l’Oise pour la consommation des habitants d’Île-de-France. En deux ans la technique a fait ses preuves.
Avant d’être envoyée sur la membrane, l’eau suit un parcours classique : clarification et filtration sur sable. Elle est ensuite...
pompée à travers les pré-filtres qui protègent les membranes d'un colmatage rapide en éliminant les particules restantes. L'eau ainsi filtrée est mise sous pression entre 8 et 15 bars puis envoyée sur les modules membranaires. Chaque module est constitué d’une superposition de membranes et d'un espaceur superposé enroulés en spirale autour d’un collecteur central. Sous l'effet de la pression, une partie de l'eau traverse la membrane qui retient les polluants. Le reste coule le long de la membrane, limitant ainsi son colmatage.
Avec un pouvoir de coupure de l’ordre de 10ᵒ μm, la nanofiltration garantit l’élimination des micro-polluants comme les pesticides et retient 50 % des nitrates présents dans l'eau brute. Cette particularité a séduit le SIVOM de la Baie (Bretagne) dont le comité syndical décide en 1998 de s'engager dans le traitement par membrane de nanofiltration. La technique mise en place sur le site Magenta 2 par OTV se compose de deux files indépendantes, assurant une surface filtrante de 2 886 m² par file, donc 5 772 m² pour l'ensemble de l'unité.
Cette technique chère permet, en contrepartie, de traiter en une seule étape de nombreux polluants différents, ce qui coûterait plus si l'on faisait appel à l'ensemble de traitements.
Traitement traditionnel nécessaire pour obtenir le même résultat.
Pesticides : contrôler leur concentration
Avec un seuil de pesticides et produits apparentés cumulés ne devant pas dépasser 0,5 µg/l et un seuil par substance inférieur à 0,1 µg/l sauf pour l’aldrine et le dieldrine (0,03 µg/l) et l’heptachlor (0,01 µg/l), les services confrontés à la surveillance de la qualité des eaux ont à résoudre un véritable casse-tête analytique. « Le seuil de 100 nanogrammes par litre est très faible, explique Auguste Bruchet, qui illustre son propos : cela équivaut à mesurer 3,7 cm sur la distance Terre-Lune. De plus certains pesticides sont indétectables à une concentration de 20 ng/l, tout ceci sans compter sur la variabilité du marché ». En effet, la nouvelle directive de 1998 sur l’eau prend en compte le pesticide associé à ses métabolites pertinents. Aujourd’hui, le terme de « pertinent » est en cours de définition.
Actuellement, les méthodes analytiques les plus utilisées sont de deux types :
- ■ la chromatographie en phase gazeuse associée à un détecteur à capture d’électron pour la détection des organochlorés et détecteur azote-phosphore pour la détection des organoazotés dont l’atrazine ;
- ■ la chromatographie en phase liquide haute performance (HPLC) associée à un détecteur ultra-violet (UV) pour l’analyse des phénylurées.
Quelques normes de pratiques analytiques sont d’ailleurs établies pour le dosage de certains agents de traitement des plantes, telle NF EN ISO 11 369 (T90 123) pour les triazines, les phénylurées, les pesticides organo-azotés. Mais ces normes actuellement disponibles ne couvrent pas l’ensemble des produits. Plusieurs textes sont actuellement en enquête ; ils concernent les herbicides et mettent en œuvre des techniques de couplage telles que la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse (CG/SM). « Cela veut dire que l’essentiel du contrôle réglementaire n’est pas normalisé », ajoute Auguste Bruchet. Notons toutefois que le couplage CG/SM est de plus en plus utilisé et que certains laboratoires ont tendance à remplacer la technique HPLC/UV par un couplage HPLC/SM.
Mais là, même si la technique permet de détecter simultanément un grand nombre de substances avec une plus grande fiabilité dans les résultats, la normalisation aura du mal à suivre car les équipements sont très coûteux.
