Traitement des eaux de piscines : limiter les coûts et les risques associés au traitement de l'eau en optimisant les consommations

Dans le domaine des eaux de piscines aujourd’hui, ce sont plusieurs milliers de m³ d’eau qui sont rejetés au réseau chaque année. Ces eaux proviennent essentiellement du rétro-lavage des filtres et de la circulation des pédiluves. Dans le cycle de fonctionnement hydraulique d’une piscine, invariablement, chaque m³ d’eau qui sort du circuit doit être remplacé par un apport équivalent d’eau neuve, eau qui doit être chauffée, désinfectée et désinfectante.

L’ultrafiltration au service du recyclage de l’eau

Puisqu’il est impensable de réduire la fréquence des lavages de filtre ou le débit de circulation de l’eau des pédiluves sous peine de dégrader considérablement la qualité de l’eau, Siemens Water Technologies a mis au point un procédé innovant de recyclage de ces eaux appelé « UFOX® ». Équipé des derniers automates Siemens, cet équipement très compact utilise comme technologie l’ultrafiltration membranaire, avec désinfection secondaire pilotée par une commande spécifique.

Autre atout de cet équipement, son autonomie. Il est doté d'une technologie lui permettant de déclencher le rétrolavage des membranes en cas d’obturation des pores et de tester régulièrement l’intégrité des membranes.

L'eau, une fois traitée par l'UFOX®, peut ensuite être réutilisée pour des usages internes à la piscine tels que le rétrolavage des filtres, l’alimentation des pédiluves, les sanitaires, ou pour des usages externes tels que le nettoyage des voiries. Dans le cadre d'une réutilisation de l’eau ultrafiltrée pour alimenter le rétrolavage des filtres et pour réalimenter les pédiluves, les apports d'eau neuve peuvent désormais être exclusivement consacrés à l'amélioration de la qualité de l'eau.

Les UV au service de la déchloramination

Lorsqu’il est question de qualité de l'eau dans les piscines, les sous-produits issus du traitement chimique de l'eau tels que les chloramines ne sont jamais très loin. Ces composés, souvent très volatils, peuvent se révéler nocifs pour le personnel et les utilisateurs réguliers de ces établissements. La formation des chloramines est la conséquence conjointe de la présence dans l'eau de produits chlorés utilisés pour désinfecter l'eau et la rendre désinfectante, associée à une pollution azotée apportée par les baigneurs qui ne respectent encore que trop peu les normes d’hygiène. Quel que soit le type de traitement envisagé, si du chlore est utilisé pour rendre l'eau désinfectante et qu'il y a des baigneurs dans les bassins, alors il y aura production de chloramines.

En France, le législateur impose un seuil maximal légal de 0,6 mg/l en chloramines dans l'eau à ne pas dépasser, seuil qui devrait vraisemblablement être revu à la baisse dans un futur proche. Dans beaucoup d’établissements, un dépassement de ce seuil est généralement corrigé par une dilution, synonyme de renouvellement d’eau coûteux et peu écologique.

Pour limiter au maximum cette surconsommation tout en maintenant un taux de chloramines inférieur au seuil légal, le traitement de l'eau par rayonnement UV a depuis plusieurs années fait ses preuves. Principal avantage de cette technologie : aucun produit chimique supplémentaire n'est ajouté dans l’eau. Il suffit simplement de placer un générateur UV sur le circuit de recirculation de l'eau, après la filtration et avant la chloration, pour que, sous l’effet du rayonnement, les chloramines soient détruites. Pour que ce type de traitement soit efficace, il faut d'une part que le générateur ait été correctement dimensionné en fonction notamment des caractéristiques hydrauliques de la piscine, et d’autre part que les fréquences (longueurs d'onde) émises par les lampes UV correspondent au maximum aux fréquences d’absorption des chloramines avec une dose de 60 mJ/cm².

Il existe principalement deux types de technologies UV, dites « basse pression » et « moyenne pression » (relatives à l’état d’excitation des atomes de mercure dans la lampe), qui se partagent le marché. Les ingénieurs spécialisés de Siemens (qui fabrique les deux types de générateurs) ont pris le parti de ne commercialiser que le procédé moyenne pression Barrier® M (agréé par le ministère de la santé Fran-

(cas) pour le traitement des chloramines sachant que chacune des deux technologies présente chacune ses avantages et ses inconvénients.

Les lampes des générateurs dits « basse pression » émettent des radiations UV monochromatiques (une seule fréquence d'émission) à la longueur d’onde de 254,7 nm et n'ont pour cela besoin que de peu d'énergie. En contrepartie, un temps de contact, qui varie selon les fabricants, sera nécessaire pour atteindre l'efficacité recherchée. Principale conséquence, l’architecture du générateur dont le décalage entre les entrées et sorties d'eau augmente les pertes de charge et rend l'installation peu aisée. Pour pallier la faible puissance des lampes, il faut le plus souvent les multiplier, ce qui conduit à des générateurs très volumineux et à des coûts de maintenance accrus. Autre inconvénient majeur, toutes les chloramines ne sont pas détruites par ce type de rayonnement (voir graphe page précédente) et les sous-produits (THM notamment), contrairement aux idées reçues, ne sont pas forcément moindres comparés à ceux induits par la technologie des lampes moyenne pression.

Ces dernières sont en effet beaucoup plus énergivores puisque les radiations émises couvrent un spectre polychromatique (plusieurs fréquences d’émission) par définition beaucoup plus large. Récemment, la mise en place de ballasts permettant d'ajuster la puissance en fonction du taux de chloramines de manière linéaire et non plus par paliers a permis d’optimiser les consommations énergétiques. Par ailleurs, ces générateurs dits « moyenne pression » n’ont besoin que d'un faible nombre de lampes pour traiter des débits beaucoup plus importants et obtenir un abattement des chloramines très satisfaisant. La puissance des lampes permet de garantir une efficacité remarquable avec un temps de contact réduit à son minimum. L'ergonomie de ces générateurs est par conséquent plus compacte avec un alignement des entrées et sortie d’eau induisant très peu de perte de charge et rendant la mise en place très facile.

Dernier élément de comparaison et non des moindre, la durée de vie des lampes. Il y a peu de temps encore, un écart considérable séparait les deux types de lampes avec en moyenne 12 000 heures pour une lampe basse pression contre 10 000 heures pour une lampe moyenne pression. Aujourd’hui, cet écart a quasiment disparu puisque les constructeurs de ces deux types de lampes affichent des durées de vie voisines ou supérieures à 12 000 heures.

Les générateurs UV, comme tout autre traitement, génèrent des sous-produits au rang desquels on retrouve les THM qui, au-delà d'un certain seuil, peuvent être nocifs pour l’organisme. Le seuil de recommandation actuel se situe à 100 µg/l. Quel que soit le type de lampe utilisé, une légère augmentation des THM est à prévoir en conservant l’esprit que si le dimensionnement est réalisé de manière sérieuse, le taux de THM restera très largement en deçà du seuil de recommandation.

Ajoutons que devant l’extrême volatilité de certains sous-produits, l'étude de la ventilation des locaux est devenue indissociable du traitement de l'eau en vue d’optimiser le confort des visiteurs et personnels.

La filtration : trop souvent négligée

Avant de multiplier les différents types de traitement, il serait judicieux de se pencher plus sérieusement sur le rôle primordial que tient la filtration dans l’obtention d'une eau de qualité et qui est encore trop souvent négligé dans nos piscines. Un simple coup d'œil chez nos voisins d’Outre-Rhin, réputés pour leur sérieux et la qualité des eaux de leurs piscines publiques, permet de constater qu’une attention particulière est accordée à la filtration. Pour ne citer qu'un exemple, la norme « DIN » en vigueur dans ces pays impose ainsi une hauteur de filtre permettant de pouvoir réaliser des contre-lavages à des vitesses de l’ordre de 50 à 55 m/h quand dans nos piscines françaises celui-ci se fait en général à des vitesses dépassant rarement 30 m/h. Preuve que le problème commence à être pris en compte, certains bureaux d’études en charge du lot relatif au traitement de l'eau lors de la rénovation ou de la réalisation de nouveaux projets n’hésitent plus à introduire dans leurs prescriptions des valeurs s'inspirant de la norme « DIN ». Dans la plupart des établissements, avec une filtration correctement dimensionnée, l’injection en amont de floculant et de charbon actif permet d’obtenir un abattement considérable des sous-produits (chloramines, THM) pour un coût dérisoire au regard de certaines technologies très en vogue actuellement mais particulièrement onéreuses, tant à l’achat qu’en termes de consommation énergétique.

Limiter les coûts et les risques avec l’électrochloration

L’eau des bassins soit non seulement désinfectée mais aussi désinfectante. Une des principales conséquences étant la superposition de nombreux dispositifs de traitements synonymes de multiplication des coûts d’investissement et d’exploitation et d’accumulation des risques. Partant de ce constat, Siemens Water Technologies propose depuis plusieurs années une technologie innovante et éprouvée, permettant à la fois de désinfecter et de rendre désinfectante l’eau des bassins mais aussi et surtout d’en limiter les coûts et les risques : l’électrolyse à membrane OSEC® NXT. En pleine expansion, cette technologie a pour finalité de produire sur site et en toute sécurité une solution d’hypochlorite de sodium (eau de Javel) à partir de pastilles de sel, en fonction de la demande et de l’autonomie souhaitée par l’exploitant. L’électrolyseur à membrane permet de s’affranchir définitivement des problèmes de logistique (approvisionnement des réactifs chimiques en dehors des heures d’ouverture de la piscine) et surtout de sécurité liés au transport, au stockage et à l’exploitation de chlore gazeux, de solution d’hypochlorite de sodium concentrée ou encore de galets de chlore. Ce procédé à membrane ultracompact permet de produire à faible coût une solution de Javel concentrée à 25 g/l en quantité suffisante pour garantir une eau désinfectée et désinfectante.

Conclusion

Ultrafiltration, UV, filtration, électrochloration, de nombreuses techniques et équipements existent qui permettent tout à la fois de maîtriser les dépenses énergétiques et d’optimiser les consommations en eau tout en garantissant une excellente qualité d’eau de baignade. Elles permettent de satisfaire très largement aux obligations réglementaires tout en offrant aux baigneurs un environnement air/eau sain et de qualité.