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La mesure en Qualité des Eaux



Les qualités exigibles d’une eau d’alimentation impliquent la garantie de son innocuité vis-à-vis de l’homme et des animaux qui seront appelés à la consommer. Les exigences des consommateurs, très rigoureuses dans certains pays et plus particulièrement dans certaines contrées ou villes habituées à des eaux de qualités organoleptiques excellentes, s’atténuent par accoutumance et peuvent s’adapter à des conditions particulières. Ainsi le goût prononcé d’hypochlorite de certaines eaux de distribution aux États-Unis et dans les pays de l’Est (Pologne, ex-U.R.S.S., Républiques tchèque et slovaque) est insupportable pour les Français, et inversement la disparition de cette saveur particulière inquiète les autochtones.

Une eau potable doit présenter un certain nombre de caractères physiques, chimiques, biologiques et en outre répondre à des critères organoleptiques essentiels (elle doit être incolore, insipide, inodore, fraîche) appréciés par le consommateur. Toutefois, ses qualités ne peuvent pas se définir dans l’absolu, ni d’une manière inconditionnelle. L’Organisation mondiale de la santé a édicté des normes internationales pour l’eau de boisson, qui comprennent un exposé général des normes bactériologiques, physiques, chimiques, biologiques et radiologiques. Un chapitre additionnel précise les qualités exigibles des eaux de captage. De nombreux pays ont par ailleurs établi des normes de qualité. La Communauté économique européenne a établi une norme que les États membres devaient appliquer à partir de 1985. Cette norme prend en compte 62 paramètres analytiques.

Les eaux souterraines sont d’autant plus pures (bactériologiquement) qu’elles se trouvent situées à une grande profondeur, surtout lorsqu’elles sont protégées par une couche imperméable de l’introduction plus ou moins directe des eaux de surface.

Les eaux de surface (cours d’eau, lacs, réservoirs) sont toujours sujettes à des contaminations temporaires ou permanentes. Elles ont l’inconvénient d’avoir une température assez variable, élevée pendant la saison chaude, et ne peuvent être livrées à la consommation sans traitement préalable.
 

Avant d’organiser un programme de traitement, il est indispensable, d’une part, de fixer un certain nombre de critères auxquels l’eau captée doit satisfaire, d’autre part de procéder à des prélèvements et analyses. À cet égard, il ne faut jamais perdre de vue que les résultats fournis par une analyse définissent les caractéristiques de l’échantillon d’eau dans l’état où il se trouve au moment où les mesures sont effectuées (état instantané). L’analyse doit être effectuée le plus rapidement possible et, malgré les précautions prises, l’altération de certaines caractéristiques est inévitable au cours du transport et des manipulations exigées par l’application des méthodes de mesure. En effet, certaines caractéristiques de l’eau présentent une grande instabilité, et il est rare que l’analyse fournisse une image exacte de l’eau à laquelle se réfère l’échantillon pour que l’on puisse, à partir des données obtenues, décider du traitement industriel. Ces données approximatives fournies par l’analyse exigent un ajustement périodique des traitements. Comme la matière première (l’eau captée) varie elle-même dans le temps, il est exclu d’obtenir une eau traitée rigoureusement constante en qualité. Ce sont les méthodes de contrôle, bien plus que les méthodes d’investigation, qui permettent d’appliquer le traitement adéquat pour remédier aux éventuels défauts constatés. En outre, le traiteur d’eau, pour que sa mission soit remplie, doit fournir une eau présentant les qualités requises, non seulement à la sortie des installations de traitement, mais encore au moment où elle est consommée. Il faut nécessairement tenir compte de l’évolution dont elle est inéluctablement le siège entre le moment où elle est produite et celui où elle est prélevée pour la consommation.
 

Le choix du type d'analyse se détermine surtout d'après son objectif.

Les instruments sont très variés : les électrodes de pH, les sondes de conductivité et d'oxygène dissous reste le matériel le plus simple. L'analyse chimique concerne des ions comme le nitrate, l'ammoniaque et le phosphate, des métaux lourds et des hydrocarbures, sans oublier les paramètres globaux, comme la DCO, la DBO, le COT, les AOX (organo-halogénés)

De leur coté, les constructeurs déclinent les instruments en 3 catégories : le matériel de terrain (portable), celui pour les mesures en ligne, et l'instrumentation de laboratoire.

Les mesures de terrain sont utilisées pour les eaux brutes et les rejets dans le milieu, par des organismes comme les DRIRE, les agences de l'eau, les DDASS… Certains appareils emploient des électrodes, tandis que d'autres utilisent les méthodes optiques nécessitant en général des réactifs. Il est même possible de se passer d'appareillage, grâce à l'utilisation de bandelettes dont la couleur varie en fonction de la concentration de l'élément analysé. Cependant ces tests rapides, pratiques et peu coûteux ne permettent d'obtenir que des résultats qualitatifs ou semi-quantitatifs.

Si certains paramètres, surtout physico-chimiques, peuvent être mesurés directement dans l'eau à l'aide d'une sonde, les paramètres chimiques nécessitent généralement une prise d'échantillon automatisé.

Le principal problème de l'analyse en ligne demeure la maintenance. Les électrodes pH et rédox sont nettoyées une à deux fois par semaine, contre une fois par mois pour les sondes à oxygène dissous. La mesure de turbidité n'est pas moins contraignante, avec un nettoyage plusieurs fois par mois en moyenne. Certains constructeurs proposent des méthodes résistantes à l'encrassement.

De plus on ne peut avoir la même confiance dans un capteur chimique que dans un capteur physique.
 
 

Dans le problème de l'échantillonage, deux points s'avère déterminants : la qualité du prélèvement et la représentativité de l'échantillon. L'eau peut s'avérer un milieu hétérogène en concentration et en température et un polluant ne se trouve pas toujours réparti de manière égale en tout point. Ainsi pour l'étude d'un lac, il est nécessaire d'effectuer des prélèvements à des profondeurs variées. Par contre les hydrocarbures stagnent en surface et en rivière il peut être utile de mesurer d'autres indicateurs, comme les sédiments et les algues, qui piègent voire concentrent les polluants. Il faut tenir compte également des variations saisonnières : les MES en rivière évoluent avec la température et le ruissellement; sont surtout d'origine organique à certaines périodes et sédimentaires à d'autres.