La digitalisation du traitement de l’eau potable : rêve ou réalité ?

Lors de notre visite à Pollutec cette année, les questions sur la préservation de l’eau, soit les volumes disponibles à distribuer, et sur sa qualité ont été le centre de beaucoup des débats. En effet, ces deux enjeux font partie des préoccupations majeures des exploitants des réseaux d’eau potable. 

Aussi nous nous sommes demandés dans quelle mesure les objets connectés peuvent faciliter et optimiser, voire automatiser, le traitement de l’eau.  

Quels sont enjeux pour le traitement de l’eau ?

D’après une étude de l’ONU de 2020, 3 personnes sur 10 dans le monde n’auraient pas accès à une eau potable de qualité. Le traitement de l’eau est pourtant fondamental. Il existe une multitude de pathogènes (bactéries, virus, parasites protozoaires, vers…) qui peuvent contaminer l’eau et engendrer des conséquences dramatiques sur la santé de ceux qui la consomment.

La désinfection élimine ces micro-organismes nocifs, inactive les virus présents dans l’eau contaminée et permet d’éviter la transmission de maladies infectieuses comme la leptospirose, présente dans les lacs ou les eaux usées, les infections gastro-intestinales dans les pays où l’eau n’est pas traitée correctement, ou encore le choléra, maladie très contagieuse et mortelle encore présente en Afrique.

Dans le petit cycle de l’eau, cette dernière est prélevée dans les milieux naturels et passe d’abord par des stations de production d’eau potable avant d’être distribuée aux consommateurs. Au sein de ces stations, l’eau passe par différentes étapes de traitement adaptées pour améliorer la qualité de l’eau prélevée et la rendre potable. La désinfection est l’étape finale avant la distribution.

La règlementation a récemment évolué sur le sujet de la désinfection. Depuis janvier 2021, de nouvelles normes de qualité dans l’eau potable sont appliquées afin de mieux protéger la santé des consommateurs, de mieux gérer les risques sanitaires, d’améliorer l’accès à l’eau pour tous ainsi que la transparence sur la qualité de l’eau distribuée. Cette règlementation stipule notamment des valeurs à surveiller pour l’utilisation des produits désinfectants.

Les méthodes utilisées pour le traitement de l’eau 

La désinfection peut se faire de plusieurs manières. La première est l’approche physique qui utilise par exemple : chaleur, filtration, irradiation, etc. Ces approches ont l’inconvénient de n’avoir qu’une action locale et ne suppriment pas le risque d’une recontamination postérieure. 

La seconde est l’approche chimique. Il s’agit de l’adjonction dans l’eau d’un composé chimique. Il en existe une multitude, chacun ayant des propriétés différentes. Le composé idéal pour désinfecter l’eau devrait avoir un effet rapide, rémanent, performant sur un large spectre d’agents pathogènes, efficace même dans des conditions difficiles, économiques, ne pas contaminer l’environnement, ne pas endommager les équipements et ne mettre en danger ni les exploitants, ni les populations.

Ce désinfectant idéal n’existe pas ! Cependant, c’est le chlore qui obtient le meilleur score et qui est donc le plus fréquemment utilisé en eau potable généralement sous sa forme gazeuse et avec une installation de soutirage sous vide. Toutefois, le chlore gaz est très toxique et requiert le respect de conditions de sécurité contraignantes sur les installations, ce qui conduit souvent les exploitants à lui préférer plutôt l’utilisation d’hypochlorite de sodium (connu du grand public sous le nom d’eau de javel).

Dans ce dernier cas de figure, la diffusion dans le réseau est contrôlée par des pompes doseuses, qui deviennent ainsi des éléments clés du système pour assurer la désinfection. Elles permettent en effet d’injecter un produit de façon très précise et proportionnelle au besoin, suivant une consigne cible.

Vers plus de connectivité des systèmes de dosage et de désinfection

L’entreprise Grundfos est positionnée sur une alternative à l’utilisation du chlore gazeux et d’hypochlorite de sodium du commerce : l’électrochloration. Cette technique ne nécessite aucune manipulation ou stockage de produits dangereux, ne génère aucun risque pour les riverains et ne nécessite pas que le personnel exploitant soit habilité.

Nous avons beaucoup appris sur cette solution en participant à un webinaire organisé par Grundfos le 27 octobre 2021 sur la thématique de l’électrochloration.

En pratique, celle-ci nécessite simplement du sel, de l’électricité et de l’eau. L’installation Selcoperm de Grundfos est constituée d’un bac de saumure (eau et sel), d’une armoire électrique avec l’électrolyseur et d’un bac tampon de stockage de la solution désinfectante générée sur site. Un système d’extraction du dihydrogène, gaz inflammable formé par la réaction d’électrolyse au cœur du procédé, est intégré à l’équipement et permet d’éviter la présence d’une zone ATEX dans le bâtiment.

La solution d’hypochlorite de sodium fraîchement générée sur site est très diluée et ne se décompose pas rapidement, contrairement aux solutions concentrées du commerce qui provoquent au cours de leur transport et stockage la formation élevée de sous-produits indésirables. Elle a un coût d’exploitation très faible.

Nous avons ainsi posé la question pour savoir si le SELCOPERM est un objet connecté et la réponse a été affirmative pour les modèles de taille supérieure et plus récents de la gamme, tout comme pour leurs pompes doseuses SMART Digital. Les utilisateurs peuvent donc utiliser des protocoles de communication courants (Profinet IO, Modbus TCP,…) pour leur intégration à un système de supervision.

Toutes les évolutions technologiques vont en effet vers plus de connectivité. C’est donc bien une réalité que nous constatons sur le fait que le traitement de l’eau devient de plus en plus digitalisé pour permettre un pilotage à distance de celui-ci.

Dans la continuité de cet échange, il est à noter que nous avons reçu une invitation pour visiter l’usine française de Grundfos à Longeville-lès-Saint-Avold (57) qui produit depuis 2011 leur gamme de pompes doseuses SMART Digital.

Voici une vidéo résumée de notre visite  :