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La désinfection par le chlore

Le chlore est l'un des produits couramment utilisés pour la désinfection de l'eau destinée à la consommation humaine. Il permet d'éliminer de façon efficace bactéries, microbes, virus et autres micro-organismes responsables de pathologies graves telles que la dysenterie, le choléra ou la typhoïde. 

 

Il existe de plusieurs méthodes de désinfection de l’eau. Celles-ci font appel soit à un processus physique (ultrafiltration, traitement UV…), soit à un processus chimique mettant en œuvre une réaction d’oxydation, qui peut être obtenue par ozonation ou par chloration. 

La désinfection par le chlore est l'une des méthodes les plus faciles à mettre en œuvre dans les situations d'urgence. Employé sous forme de chlore gazeux, d'hypochlorite de sodium (eau de Javel) ou de pastilles, le chlore est particulièrement efficace et facile à mettre en œuvre. De plus, contrairement aux traitements UV et par l’ozone, la chloration présente l'avantage de posséder un double effet :        

  • un effet bactéricide lors de l’injection (pouvoir désinfectant du produit);
  • un effet rémanent qui protège l’eau d’une nouvelle contamination lors du stockage (effet de désinfection dans le temps). Attention! Après désinfection, il peut subsister quelques germes banals, car la désinfection n’est pas une stérilisation.

La réaction du chlore

Le chlore injecté réagit d’abord avec les matières facilement oxydables (fer, manganèse…), puis avec la matière organique pour former des mono-,di-, puis trichloramine qui sont alors détruits. Le chlore injecté au-delà du point critique (break point) sera du chlore libre actif : le chlore rémanent, qui exerce un effet de désinfection dans le temps.

L'absorption du chlore

La dose de chlore introduite doit être suffisante pour oxyder tous les composés présents dans l’eau. S’il n’y a pas assez de chlore, on formera des mono-, di-, trichloramines peu souhaitables dans l’eau et possédant un faible pouvoir de désinfection.

Pour connaître la dose de chlore à injecter, il faut introduire dans différents récipients remplis d’une même quantité d’eau, une dose croissante de chlore. La mesure du chlore résiduel (chlore total) après environ 30 minutes donne la courbe d’absorption du chlore.

Courbe d'absorption du chlore

A : destruction du chlore par les composés minéraux (fer, manganèse…);
B : formation de composés chlorés organiques et de chloramines, réduction des monochloramines et des dichloramines, formation des trichloramines;
C : destruction des chloramines par ajout de chlore supplémentaire; Point de rupture (break-point) : les mono-, di et trichloramines ont pratiquement disparu;
D : production de chlore actif. Tout le chlore ajouté sera sous forme d’acide hypochloreux (HClO), mais il reste du chlore combiné (trichloramines et autres sous-produits de désinfection). Les trichloramines ont un très léger effet désinfectant, mais il donnent un goût de chlore à l’eau.

Rappel : pour avoir une bonne désinfection, il est recommandé d’avoir plus de 0,5 mg/l de chlore libre dans l’eau après 30 minutes lors de la préoxydation. Pour calculer la concentration en chlore libre actif, il faut mesurer le chlore libre et multiplier par le pourcentage de prédominance de l’acide hypochloreux en fonction du pH et de la température.

Bon à savoir : dans les unités LMS, les mono-, di- et trichloramines formées lors de la préoxydation sont retenues par le filtre à charbon actif.

Les 4 méthodes de désinfection de l'eau

  Avantages Inconvénients  
Chloration Système simple et peu coûter goût chloré de l’eau, dangerosité de certains dérivés chlorés, l’efficacité du chlore dépend du pH de l’eau, stockage et transport réglementés.  
Ultrafiltration Système simple, automatisable, pas de consommable à renouveler, pas de résidus dans l’eau. Investissement de départ important, maintenance nécessaire par équipe spécialisée.  
Stérilisation par rayonnement UV Système économique, pas de stockage de produits chimiques, pas de dérivés dans l’eau. Les bactéries sont inactivées, et ne peuvent se reproduire mais elles ne sont pas éliminées. L’eau doit être consommée immédiatement et ne peut pas être stockée, certaines particules présentent dans l’eau peuvent stopper les rayons U.V. et compromettre l’efficacité du traitement.  
Ozonisation L’ozone se décompose en oxygène et ne laisse pas de dérivés dans l’eau, production de l’ozone sur place (à partir de l’oxygène). Investissement de départ important, système complexe, très énergivore, certains matériaux ne résistent pas à l’ozone.  

L'intérêt de la chloration

  • système simple
  • consommable courant
  • peu coûteux
  • effet rémanent du chlore

Les 3 formes du chlore

Dans l’eau, le chlore se présente sous trois formes qui varient selon le pH :      

  • le Cl2 (chlore moléculaire) dans une eau au pH < 2 : chlore non désinfectant ;   
  • le HClO (acide hypochloreux) dans une eau au pH compris en 5 et 8 : c’est la forme de chlore la plus désinfectante ;
  • le ClO- (ion hypochlorite) dans une eau au pH >8 : le ClO- est 100 fois moins efficace que le HClO.

Les proportions des différentes formes du chlore varient en fonction du pH (le HClO est le seul véritable agent désinfectant).

Le saviez-vous ?

Une eau qui sent le « chlore » indique la présence de chloramines et donc une désinfection insuffisante.