La potabilisation des eaux
de citernes et des eaux de puits

LES EAUX PLUVIALES STOCKEES EN CITERNE
LES EAUX DE PUITS
LES TYPES D'EPURATEURS D'EAU A CONSEILLER
COMMENT CONTROLER UNE INTALLATION DOMESTIQUE D'EPURATION D'EAU ?

La mise en oeuvre d’un système de purification des eaux pluviales et des eaux de puits soulève un certain nombre de questions.
Il ne suffit pas d’installer un appareil de filtration à osmose inverse et à charbon actif pour pouvoir garantir la potabilité de l’eau ainsi produite.
Un très grave problème d’éthique réside dans le fait de conseiller à une famille ou à une collectivité de consommer une eau obtenue par purification d’eaux suspectes !

I. LES EAUX PLUVIALES STOCKEES EN CITERNE

I.1.    Peuvent contenir des bactéries, des virus et des composés organiques très toxiques (macération de cadavres d’oiseaux ou d’animaux divers dans les corniches par exemple). Un cadavre en décomposition libère, outre les bactéries, des amines hautement toxiques (cadavérine, putrescine...), des résidus protéiques et des radicaux libres.

I.2.    Les matériaux constituant la citerne peuvent libérer des substances toxiques ou des substances allergéniques. Le ciment produit aujourd’hui contient un nombre imprévisible de métaux lourds (chrome, nickel, zinc, plomb, cadmium ...). Le revêtement cimenté va libérer pendant un certain temps ces résidus ainsi que des sels de calcium et d’ammonium qui vont alcaliniser l’eau. Ce phénomène ne durera qu’un an au maximum, mais il doit être pris en compte.
Les citernes en polychlorure de vinyle (PVC) libèrent outre des monomères (très petites molécules) toxiques, des substances ayant servi dans l’élaboration de la matière plastique (initiateurs de polymérisation). Ces substances sont également toxiques et allergéniques. Ce processus, en présence d’une eau très pure (c’est le cas des eaux de pluie) va durer environ deux ans. A ce moment, le matériau pourra être considéré comme passif.

I.3.    Les polluants chimiques venant du ciel (voir dossier) et de la toiture.
Les industriels rejettent dans l’air ambiant des métaux lourds et des substances chimiques en énormes quantités. Ces produits de rejet vont voyager au gré des vents et retomber à différents endroits lors de pluies, ou par temps sec.
Nous ne sommes pas à l’abri d’une pollution venant même d’un autre pays (du sable saharien tombe parfois sur Paris !).
L’eau ruisselant sur les toitures collecte ces substances et les conduit dans les citernes.
A cela, s’ajoutent les métaux présents dans les matériaux constituant la toiture, les chenaux et conduits : plomb, zinc, cuivre, titane, fer, nickel, chrome, manganèse, résidus de bitume.
Si un agriculteur pulvérise sur son champ proche de l’habitation un pesticide ou un herbicide, il y a gros à parier que l’on retrouvera ces produits dans la citerne à eau de pluie de la maison.

II. LES EAUX DE PUITS

Les eaux de puits posent des problèmes quelque peu différents. La pollution provient essentiellement des nappes phréatiques ou des rivières (puits dans les graviers de zones alluviales de rivières ou de fleuves).
Les pollutions bactériologiques et chimiques peuvent survenir à l’improviste en un temps très court et disparaître brutalement.
Il peut s’agir de rejets industriels contenant des métaux lourds ou des substances chimiques, ou des résidus d’épandages agricoles (nitrates, pesticides, herbicides, résidus animaux ...).

Nous voyons ici encore combien il est nécessaire de fournir au client des garanties concernant le type d’épurateur proposé.

LES TYPES D'EPURATEURS D'EAU A CONSEILLER

Il va de soi que dans les problèmes de potabilisation de l’eau, il est impérieux de recourir à des appareils à osmose inverse.
Mais encore faut-il savoir quel type de membrane et quels accessoires complémentaires il faut conseiller en fonction du problème rencontré.

1. Type de membrane

Une membrane de qualité doit à elle seule assurer une capacité de filtration de 96 à 97%.
La capacité de filtration (reject rate) donne une idée de la dimension des pores de la membrane.
Une membrane destinée à filtrer des eaux “douteuses” telles des eaux de citernes et des eaux de puits doit avoir des dimensions de pores ne dépassant pas 0,0001 micron.
Un virus a un encombrement compris entre 0,02 et 0,4 micron.
Une bactérie a un encombrement compris entre 0,2 et 1 micron.

Une bonne membrane offre donc une sécurité parfaite, à ce point de vue.

Reste le problème des petites molécules chimiques organiques, les métaux lourds et les anions toxiques (nitrites et nitrates).

Aucune membrane ne peut les éliminer totalement !

1a. Les membranes en triacétate de cellulose
Ces membranes sont bon marché, sont biodégradables et ont une excellente capacité de filtration mais ne résistent pas à des pH supérieurs à 7,8. Comme beaucoup d’eaux accusent des pH de plus de 7,5, on préfère renoncer à ces types de membranes.

1b. Les membranes en polyester (nylon)
Ces membranes ont d’excellentes caractéristiques pour autant qu’on y mette le prix.
Leur longévité est de 3 à 5 ans selon le type d’eau.

1c. Les membranes en PTFC (téflon)
Leur recyclage est difficile.
Il existe sur le marché une grande quantité de marques de ces membranes qui sont généralement fabriquées par la même firme (Filmtec, filiale de 3M).
Ces membranes ont une longévité très grande (de 6 à 7 ans et plus), selon les qualités d’eaux traitées.
De très faibles concentrations en fer détruisent rapidement ces membranes.

Mais il faut prendre conscience qu’il existe sur le marché des qualités différentes pour une même marque de membrane.

Lorsqu’on lamine en usine la feuille de PTFC, la bande centrale a une porosité idéale, tandis que les bandes latérales ont une porosité plus grossière.

C’est ici que l’arnaque commence !

Des revendeurs peu scrupuleux ou mal informés commercialisent des membranes à capacité 60-65% au prix de membranes à capacité 96-97%.
Ils y ajoutent un filtre à sable et un filtre à charbon ou un filtre en coton et un filtre à charbon et déclarent le tout adaptable sur citerne à eau de pluie ou sur puits.

Mais ce qui est le plus grave dans cette démarche, c’est que le client et sa famille se croient protégés contre toute contamination.

2. Les accessoires

2.1. Les préfiltres et les postfiltres
Lorsqu’on veut épurer une eau de citerne, il faut impérativement placer en amont de la membrane un filtre au charbon à grande capacité pour éliminer une bonne proportion de résidus organiques (hydrocarbures, amines, substances organiques  non ioniques...). Il faut ensuite mettre en aval sur le circuit de la membrane une association de résines anioniques et cationiques (qualité alimentaire) afin de retenir les dernières impuretés présentes dans l’eau déjà épurée à 96/97% par la membrane. Ces impuretés peuvent contenir des pesticides, des métaux lourds, des nitrates, des chlorures, des amines, des résidus radioactifs (retombées).

Il faut bien comprendre que sans ces accessoires : charbon actif et résines échangeuses, une membrane, même d’excellente qualité, n’offre aucune fiabilité quant à la qualité de l’eau produite.

Quant aux membranes de qualité médiocre (60-65%), elles constituent un risque permanent d’intoxication par les métaux lourds et de création ou d’entretien d’états allergiques en raison des substances qu’elles laissent passer.

2.2. Les réservoirs
Il est extrêmement dangereux de stocker de l’eau épurée dans un réservoir clos à l’abri de l’air (bonbonnes métalliques à parois en élastomère). Des fermentations anaérobies très toxiques peuvent se développer dans l’eau et mettre gravement en péril la santé de la famille utilisatrice.

A l’insu du propriétaire ou à la suite d’une absence de plus de 15 jours, la contamination peut survenir (Salmonella, Clostridium botulinum, Escherichia coli, etc.) suite à une rupture de joint ou suite à une défection brutale de la membrane.

Seul un réservoir à ciel ouvert combiné avec un système produisant une eau très pure (c.spec inférieure à 5μS/cm) permet de ne prendre aucun risque à ce sujet. (Une eau très pure n’offre pas de substrat à l’alimentation des bactéries).

Nous ne pouvons jamais prévoir quelles seraient les conséquences et les responsabilités résultant d’une installation mal conçue.

La préoccupation esthétique incitant à poser des appareils épurateurs dans les armoires sous évier doit-elle prendre le pas sur la sécurité ?

2.3. La stérilisation de l’eau produite par l’épurateur AQUALITE (en option)
Un système élégant de stérilisation de l’eau épurée a été récemment mis sur le marché par AQUATHIN.  Des rayonnements ultra-violets émis par un tube U.V. stérilisent l’eau qui s’écoule en fin filet dans une gaine entourant le tube émetteur. Cet accessoire peu coûteux se place sur le circuit d’eau purifiée, entre le module AQUALITE et le tank de stockage. Bien que la qualité de l’eau épurée par un appareil en fonctionnement normal ne présente aucun risque de contamination, sous certains climats très chauds, il est préférable d’installer ce système ultra-violet.

COMMENT CONTROLER UNE INTALLATION DOMESTIQUE D'EPURATION D'EAU ?

Le contrôle d’une installation domestique d’épuration d’eau est très simple.
La mesure de la conductivité spécifique de l’eau à l’entrée de l’appareil et à la sortie fournit par comparaison une excellente indication quant au taux d’épuration.

Conductivité spécifique
La conductivité spécifique exprime la quantité de courant électrique que laisse passer la solution (ici l’eau) entre deux électrodes de platine.
Plus une solution contient de matières dissoutes, plus elle laisse passer le courant.
Cette faculté se mesure avec un conductivimètre à électrodes de platine.
La conductivité spécifique (c.spec.) se mesure en microsiemens par cm (μS/cm).
La conductivité spécifique est l’inverse de la résistivité spécifique (r)
c.spec. = 1/r
(r se mesure en ohms x cm)

Une eau de citerne (pluie) indique en général une conductivité spécifique comprise entre 20 et 70 μS/cm.
Une eau de puits indique des valeurs allant de 10 μS/cm à 1000 μS/cm (parfois même au delà).
Une eau de conduite indique des valeurs comprises entre 40 μS/cm (région de Gouvy) et 950 μS/cm (Overijse).

Mesure du pouvoir d’épuration
On teste le pouvoir d’épuration d’une membrane en calculant le rapport entre la conductivité  spécifique de l’eau à l’entrée et la conductivité spécifique de l’eau à la sortie de la membrane (à la même température).

Exemple de calcul :
eau à l’entrée : 570 μS/cm
eau à la sortie : 11 μS/cm
Taux de résidu : 11 / 570 = 0,019  soit 1,9%
Capacité de filtration de la membrane 100 - 1,9 = 98,1%

Le pouvoir total d’épuration d’un appareil à membrane + charbon + résines se mesure en prélevant de l’eau à la sortie de l’installation (après les résines) et en calculant le rapport de conductivité entre l’eau purifiée et l’eau brute.

Exemple de calcul :
eau à l’entrée de l’appareil : 570 μS/cm
eau à la sortie de la résine (eau purifiée) : 2 μS/cm
Taux de résidu : 2 / 570 = 0,0035
Capacité de filtration de l’ensemble : 100 - 0,0035 = 99,996%

Lorsqu’on désire purifier une eau de citerne ou de puits, c’est sur la base d’une telle capacité de filtration qu’il faut compter.

Commentaire : certains contestent la qualité d’une eau ainsi obtenue. Il faut savoir que l’eau en biologie est avant tout un véhicule. Elle a pour fonction d’éliminer les déchets métaboliques.
Les minéraux apportés par l’eau de conduite ou de source ne sont pas assimilables. Seuls les fruits et les légumes peuvent apporter des minéraux “végétalisés”, c’est-à-dire préassimilés par les plantes.
Ceux qui néanmoins craignent une trop faible quantité de minéraux dans leur eau de boisson ajouteront l’équivalent d’une tête d’allumette de sel marin brut de Guérande pour 10 litres d’eau. Ceci amènera la conductivité spécifique à 170 - 200 μS/cm (équivalente à celle de l’eau de Volvic).

Les conductivimètres
Attention, seul un conductivimètre de précision permet un contrôle valable.
L’échelle doit couvrir de 1 μS/cm à 999 μS/cm.

Il existe plusieurs marques de conductivimètres.  Leur prix TTC oscille entre 149 Euros et 174 Euros.

Ces appareils sont étalonnables au moyen d’une solution de Chlorure de Potassium (KCl) de conductivité spécifique connue.

L’arnaque se poursuit parfois en mettant à la disposition du client un conductivimètre dont la sensibilité est insuffisante (l’eau est toujours conforme même lorsque la membrane est inopérante ou insuffisamment efficace).

Le groupe hydrophore

Pour qu’une membrane fonctionne valablement avec un rendement suffisant, une pression minimale de 4 bars est nécessaire.
Il faut donc un hydrophore dont la pression ne descend pas en deça de 4 bars (Pressiostat entre 4 et 6 bars - cuve éprouvée à 10 bars).

économie d’eau

L’eau rejetée par la membrane peut être renvoyée vers la citerne. Pour autant que la citerne ait une capacité suffisante, la conductivité spécifique de la citerne n’augmentera progressivement que dans une plage négligeable.

Jean-Marie DANZE
Licencié ès Sciences Chimiques
Consultant en Biophysique
email : delvaux.catalogue@skynet