Production d'eau potable

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Le traitement nécessaire à la production d'eau potable dépend fortement de la ressource. Il varie aussi avec le niveau d'exigence, les normes appliquées, qui ne sont pas exactement identiques selon les époques, les pays et l'état des connaissances sur l'incidence des éléments sur la santé. Les eaux souterraines, issues de prélèvements au sein d'aquifères comme les nappes phréatiques, sont souvent celles qui demandent le traitement le plus léger ; elles peuvent êt
Production d'eau potable

Le traitement nécessaire à la production d'eau potable dépend fortement de la ressource. Il varie aussi avec le niveau d'exigence, les normes appliquées, qui ne sont pas exactement identiques selon les époques, les pays et l'état des connaissances sur l'incidence des éléments sur la santé. Les eaux souterraines, issues de prélèvements au sein d'aquifères comme les nappes phréatiques, sont souvent celles qui demandent le traitement le plus léger ; elles peuvent être potables dès le pompage, étant donné que le sous-sol joue le rôle d'un immense réservoir filtrant. La pollution d'une nappe est pourtant possible, et est alors beaucoup plus durable que celle d'un cours d'eau. Le traitement des eaux de surfaces, c'est-à-dire prélevées en cours d'eau, ou lacs, est indispensable, étant donné que ces eaux sont exposées aux pollutions organiques et sont presque toujours le support d'une vie aquatique (notamment le phytoplancton). On peut aussi produire de l'eau potable à partir de l'eau de mer ou d'autres sources avec des coûts souvent plus importants. Autoclave de laboratoire Distillation par alambic

Filtration

L'eau est passée à travers un filtre qui intercepte les petites particules. Plus petites sont les mailles du filtre, plus petite doit être une particule pour passer. La filtration n'est pas suffisante, mais est souvent nécessaire comme étape préparatoire, pour empêcher les plus grosses particules d'interférer avec les méthodes de purification plus avancées. On distingue la filtration (quelques micromètres), de la microfiltration (de 1 à 0, 1 micromètre) de l'ultrafiltration (jusqu'à 0, 0001 micromètre). L'ultrafiltration permet d'obtenir une eau purifiée au niveau particulaire, bactérien et pyrogénique.

Ébullition

L'eau est maintenue à ébullition un temps suffisamment long pour inactiver ou tuer les microorganismes qui vivent dans l'eau à température ambiante. L'ébullition n'élimine pas les solutés qui ont une température d'ébullition supérieure à celle de l'eau, au contraire leur concentration peut augmenter si de l'eau s'évapore. L'autoclave et la Cocotte minute raffine et améliore le procédé en y ajoutant une pression élevée, qui évite la fuite de l'eau et augmente sa température avant ébullition.

Filtrage au carbone

Le charbon de bois, un composé à haute teneur en carbone, adsorbe beaucoup d'autres composés dont certains toxiques. Le chlore est éliminé par catalyse et les organiques sont dissous par adsorption. L'eau est passée à travers du charbon actif, issu de la noix de coco ou du charbon, pour la purifier de ces composés. Cette méthode est surtout utilisée pour filtrer l'eau des ménages et l'eau des aquariums. Elle permet aussi d'éviter le colmatage par les composés organiques dissous.

Distillation

On fait bouillir l'eau de façon à produire de la vapeur, qui s'élève, et est mise en contact avec une surface refroidie où la vapeur se condense à nouveau en eau et peut être recueillie. Les solutés ne se vaporisent normalement pas et restent ainsi dans la solution mise à bouillir. Cela dit, même la distillation ne purifie pas complètement l'eau, du fait de contaminants ayant à peu près la même température d'ébullition que l'eau, et de gouttelettes d'eau non vaporisée transportées avec la vapeur.

Osmose inverse

Une forte pression mécanique (en milliers d'hectopascals) est appliquée à une solution impure pour forcer l'eau à passer à travers une membrane semi-perméable. On appelle cela l'osmose inverse parce que l'osmose normale verrait l'eau pure se déplacer dans l'autre sens pour diluer les impuretés. L'osmose inverse est en théorie la meilleure méthode pour la purification à grande échelle de l'eau, mais il est difficile de créer de bonnes membranes semi-perméables. Selon le type de membrane, on obtient 85 à 98 % d'élimination des ions inorganiques, 99 % des colloïdes, bactéries, pyrogènes et virus, 80 à 98 % d'élimination de la silice. Cette méthode est parfois appelée hyperfiltration. Cette méthode est par exemple utilisée pour produire environ 90% de l'eau potable distribuée le long de la côte belge. Il s’agit d’un procédé physique de déminéralisation non polluant sans adjonction de produits chimiques. Le procédé d'osmose inverse utilise une membrane semi-perméable afin de séparer les solides dissous, la matière organique, les virus et bactéries de l'eau. En fonctionnement, l'eau est pressée sur le module. Elle pénètre au travers des couches de la membrane, et est recueillie dans le support poreux (perméat). Les sels retenus sont directement évacués au rejet (concentrat). Les appareils classiques de commerce produisent 9 L de concentrat pour 1 L d'eau déminéralisée produite. Ce concentrat peut être utilisé dans une certaine mesure pour d'autres usages mais lorsqu'il est jeté il en résulte un certain gaspillage de l'eau dans un rapport de 1 à 10.

Déminéralisation par échange d'ions

Dans ce cas, l'eau est passée à travers une colonne chargée de résine qui capte les ions en libérant en échange des ions hydroxyde (pour les ions négativement chargés : sulfate, carbonates, etc.) ou hydronium (pour les ions positifs : calcium, magnésium, autres métaux, etc.), qui se recombinent pour reformer de l'eau. Dans de nombreux laboratoires, cette méthode de purification a remplacé la distillation car elle procure un grand volume d'eau très pure plus rapidement et en consommant moins d'énergie. L'eau obtenue de cette façon est appelée eau désionisée ou eau déminéralisée. Contrairement à la distillation, la déminéralisation permet une production à la demande. Les résines échangeuses d'ions sont parfois couplées à une post-filtration afin d'éliminer les particules issues de la résine.

Photo-oxydation

L'eau subit un rayonnement ultraviolet de haute intensité. Cela permet de cliver et d'ioniser les composés organiques, qui peuvent ensuite être éliminés dans les colonnes échangeuses d'ions. Cela provoque en outre l'apparition de composés oxydants, capables de détruire les micro-organismes et certaines molécules.

Condensation

L'eau est présente dans l'atmosphère sous forme gazeuse à moins que sa concentration ait augmentée jusqu'au point de rosée où elle devient brouillard puis liquide. Le point de saturation, définit dans un diagramme de Mollier, varie aussi en fonction de la température et de la pression (cf Psychrométrie, Air humide pour plus d'infos). La fraîcheur de la nuit la précipite à l'aurore sur les feuilles d'arbres ou toute surface formant un réceptacle adéquat. C'est ainsi que certains insectes peuvent recueillir de minuscules gouttelettes dans le désert du Sahara le matin. L'eau peut aussi être précipitée sur des corps froids. Il est possible de collecter une grande quantité d'eau potable en mer grâce à une masse métallique flottante. Certains procédés de perte d'énergie par rayonnement thermique permettent aussi une condensation de l'eau de l'atmosphère (refroidissement).

Captage des boues

Certains végétaux sont utilisés pour épurer l'eau de ses matières organiques, mais il s'agit plus d'epuration des eaux que d'un traitement permettant d'avoir de l'eau potable. Voir lagunage ==
Sujets connexes
Adsorption   Air humide   Alambic   Aquifère   Autoclave   Carbone   Charbon de bois   Cocotte minute   Condensation   Distillation   Filtration   Filtre (physique)   Ion   Lagunage   Nappe phréatique   Osmose   Osmose inverse   Phytoplancton   Psychrométrie   Sahara  
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