Glossaire de termes sur l'eau

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A

Acide : Substance qui se dissocie plus ou moins complètement en solution aqueuse pour produire des ions hydrogène H+. Un acide est d'autant plus fort qu'il donne dans l'eau plus d' ions H+. Parmi les acides utilisés en traitement des eaux, on peut citer : l'acide sulfurique (H2SO4) ; l'acide chlorhydrique (HCI).

Adoucissement : Procédé de traitement destiné à éliminer la dureté de l'eau (due à la présence des sels alcalino-terreux : carbonates, sulfates et chlorures de calcium et de magnésium). L'eau adoucie n'est pas incrustante et mousse facilement avec le savon. L'adoucissement est effectué par passage de l'eau à travers un échangeur de cations (permutation des ions calcium avec les ions sodium) régénéré avec du chlorure de sodium.

Adsorption : Processus physique d'adhésion de substances dissoutes ou dispersées à la surface d'un corps solide (voir charbon actif).

Agressivité (d'une eau) : Aptitude d'une eau à dissoudre le calcaire, liée à la présence dans l'eau de gaz carbonique excédentaire (gaz carbonique agressif). La dissolution du calcaire se poursuit jusqu'à l'obtention de l'équilibre calco-carbonique. Une eau agressive ne peut pas former de dépôt calcaire. L'agressivité d'une eau diminue à mesure que sa température s'élève. L'agressivité de l'eau est mesurée par l'essai au marbre. (ne pas confondre avec corrosivité).

Alcalinité : Teneur d'une solution en ions hydroxyde OH- . Une solution est d'autant plus alcaline (ou basique) que son pH est élevé au dessus de 7.

Alcalino-terreux : Groupe de métaux bivalents comprenant, entre autres, le calcium, le magnésium et le baryum. Leurs sels dissous dans une eau en constituent la dureté.

Alcalins : Groupe de métaux monovalents comprenant, entre autres, le sodium et le potassium. Ils entrent dans la composition des bases (ou alcalis) dites fortes (soude, potasse).

Altération d'un milieu aquatique : Modification de l'état d'un milieu aquatique ou d'un hydrosystème, allant dans le sens d'une dégradation. Les altérations se définissent par leur nature (physique, ionique, organique, toxique, bactériologique,...) et leur effet (eutrophisation, asphyxie, empoisonnement, modification des peuplements,...).

B

Balance ionique : Somme algébrique des produits de la concentration molaire par la charge ionique de tous les cations et anions présents. Dans toutes les eaux, cette somme doit être égale à zéro. Les échangeurs ioniques sont courants dans le traitement de l'eau, notamment pour l'adoucir, lui enlever sa couleur ou son goût.

Base : Substance qui se dissocie plus ou moins complètement en solution aqueuse pour produire des ions hydroxyde OH- .Une base est d'autant plus forte qu'elle donne dans l'eau plus d'ions OH-.
Les bases réagissent avec les acides pour donner un sel et de l'eau.
Parmi les bases utilisées en traitement des eaux, on peut citer : la chaux Ca(OH)2, la soude NaOH.

Bicarbonate de calcium ou hydrogénocarbonate de calcium : sel présent dans les eaux d'origine calcaire et qui est une des causes de leur dureté. De formule Ca (HCO3)2, il est instable en solution aqueuse et tend à se décomposer en CaCO3 et H2CO3 (acide carbonique). La chaleur accélère cette transformation qui conduit au dépôt de calcaire (tartre) sur les parois des récipients, ou des conduites contenant de l'eau bicarbonatée, et au dégagement de gaz carbonique.

Boues d'épuration : mélange d'eau et de matières solides séparées par des procédés biologiques ou physiques des divers types d'eau qui les contiennent.

C

Cathode : Electrode négative d'un générateur de courant électrique. Les cations vont vers la cathode dans un système électrolytique.

Charbon actif : Matériau poreux à haute capacité d'adsorption, obtenu par la carbonisation de végétaux ou de minéraux tels que bois, tourbe, anthracite, noix de coco. Le charbon actif existe en poudre ou en grains. Sa surface spécifique est considérable : de l'ordre de 1000 m2/g. Utilisé en traitement des eaux pour l'élimination des goûts, des odeurs, des micropolluants (phénols, métaux lourds, hydrocarbures, détergents, pesticides, etc ..).

Clarification d'une eau : Ensemble des traitements destinés à éliminer les matières en suspension, la turbidité et la couleur d'une eau.

Coagulant : Produit chimique ou organique destiné à favoriser la coagulation des matières colloïdales en suspension dans une eau. Les plus courants sont le sulfate d'aluminium Al2 (SO4)3, 18 H2O, et le chlorure ferrique FeCl3.

Concentration en éléments dissous : Teneur en éléments dissous d'une eau. La concentration s'exprime le plus souvent en unités de masse par unité de volume (mg/l ou g/m3ou encore ppm) ou bien en unités de charges électriques d'ions par unité de volume (mét/l ou °f).

Condensats : Eau distillée sous forme liquide, obtenue par condensation de la vapeur, produite par une chaudière. (synonyme : retours de purges)

Conditionnement des eaux : Traitement chimique appliqué principalement aux eaux des circuits thermiques et de refroidissement, consistant à introduire dans une eau préalablement clarifiée des produits solubles appropriés appelés produits de conditionnement, destinés essentiellement à lutter contre l'entratrage et la corrosion.

Conductivité : Aptitude d'une eau à permettre le passage du courant électrique. La conductivité, inverse de la résistivité, est proportionnelle à la concentration en minéraux dissous ionisés.

Corrosion : Attaque de la surface d'un métal due à une action électrochimique en milieu aéré ou non. Une attaque par action physique peut être la cause d'érosion ou d'abrasion. L'attaque d'un matériau non métallique est une dégradation.

Corrosivité: Propriété d'une eau à attaquer certains matériaux par une action chimique, physico-chimique ou biochimique.

Cycle (d'un échangeur d'ions) : Volume d'eau produit par un échangeur d'ions entre deux régénérations.

D

Décantation : Procédé physique de séparation des matières en suspension dans un liquide, faisant appel à l'action de la pesanteur pour les rassembler en totalité ou en partie et pour les collecter au fond d'un réservoir (décanteur). Dans le cas d'eaux très chargées en matières en suspension, la décantation est d'un emploi fréquent à l'amont de la filtration.

Décarbonatation : Procédé d'épuration des eaux destiné à éliminer les bicarbonates qu'elles contiennent à l'état dissous :
Ajout d une pucepar précipitation à la chaux, s'il s'agit de bicarbonates alcalo-terreux, avec formation de carbonates insolubles, Ajout d une puce par échange d'ions avec dégagement de dioxyde de carbone, les chlorures et sulfates restant en solution. Une eau simplement décarbonatée n'est que partiellement adoucie puisqu'elle peut toujours contenir des sels de calcium et de magnésium autres que les carbonates.

Déionisation : Élimination totale ou partielle des ions, particulièrement par l'emploi de résines échangeuses d'ions.

Déminéralisation : Procédé d'épuration de l'eau destiné à éliminer partiellement ou totalement les sels qui y sont dissous. La déminéralisation s'effectue en particulier : par échange d'ions (succession d'échange de cations et d'échange d'anions, par osmose inverse et par distillation. La décarbonatation est un procédé de déminéralisation partielle.

Désinfection : Opération permettant de réduire de 105 la population microbiologique d'une eau (voir aussi stérilisation).

Dureté (d'une eau) : Teneur en calcium et magnésium, s'opposant à la formation de mousse avec le savon et permettant le dépôt de sels insolubles et incrustants (tartres ou incrustations).

E

Eau de Javel : Solution aqueuse d'hypochlorite de sodium (Na CIO) utilisée, en particulier, pour la désinfection des eaux. C'est un oxydant puissant. La concentration d'une eau de Javel s'exprime en degrés chlorométriques ou degrés Gay-Lussac : un degré chlorométrique correspond à 3,17 grammes de chlore libre par litre. Les concentrations les plus courantes sont 48° Cl (extrait de Javel) et 12° Cl.

Eau douce : Eau définie comme étant l'opposé, soit d'une eau salée (elle est alors une eau à faible teneur en minéraux dissous), soit d'une eau dure (dans ce cas, elle est une eau à faible teneur en calcium et en magnésium). Ainsi, l'appellation d'eau douce a-t-elle deux acceptations.

Echangeur d'anions : Résine échangeuse d'ions susceptible de fixer les anions minéraux ou organiques et de les échanger, soit entre eux, soit avec l'ion hydroxyle OH-.

Echangeur d'ions : Substance granulaire insoluble, généralement organique et synthétique, comportant dans sa structure des radicaux acides (échangeurs de cations) ou basiques (échangeurs d'anions), et susceptible de permuter, sans être elle-même altérée, les ions positifs ou négatifs fixés sur ces radicaux, contre des ions de même signe en solution dans le liquide avec lequel elle est en contact.

Entartrage : Formation sur les parois des récipients ou des tuyauteries d'une couche de tartre (dépôt généralement dur et adhérent, quelquefois poreux) constitué essentiellement de sels (carbonates, sulfates, silicates de calcium, etc...) provenant des eaux dures ou calcaires.

Eutrophisation : Enrichissement des cours d'eau et des plans d'eau en éléments nutritifs, essentiellement le phosphore et l'azote qui constituent un véritable engrais pour les plantes aquatiques. Elle se manifeste par la prolifération excessive des végétaux dont la respiration nocturne puis la décomposition à leur mort provoquent une diminution notable de la teneur en oxygène. Il s'ensuit, entre autres, une diversité animale et végétale amoindrie et des usages perturbés (alimentation en eau potable, loisirs,...).

F

Filtration directe : Méthode de clarification dans laquelle l'eau additionnée ou non de réactifs est introduite sur le filtre sans décantation préalable.

Filtration lente : Filtration sur matériau granuleux (sable ou anthracite le plus souvent) d'eaux moyennement riches ou très riches en solides en suspension, à des vitesses comprises entre 4 et 30 m/h.

Filtre à diatomées : Filtre à pré couche utilisé principalement en traitement d'eau de piscine, dont la pré couche est constituée de carapaces siliceuses de diatomées fossilisées (ou Kieselguhr), organismes marins très petits (5 à 100 µm)

Filtre rapide : Filtration sur matériaux granuleux d'eaux peu ou très peu chargées de solides en suspension, à des vitesses comprises entre 30 et 70 m/h.

Floculant : Produit minéral ou organique destiné à favoriser la floculation des matières, préalablement coagulées, présentes dans une eau à traiter. On distingue des floculants minéraux (silice activée,...), organiques d'origine naturelle (alginates), synthétiques (poly-électrolytes...).

G

H

Halogènes (du grec : générateur de sel) Eléments du groupe VII de la classification périodique des éléments : fluor, chlore, brome, iode, astate.

Hydrazine : Hydrure d'azote, de formule N2H4, utilisé en traitement d'eaux de chaudières pour l'élimination de l'oxygène dissous dans l'eau.

Hydrolyse : Décomposition d'une sebstance chimique par l'eau avec dissociation simultanée de celle-ci.

Hypochlorite : Corps contenant le radical CIO-, les hypochlorites peuvent remplacer le chlore dans ses applications en désinfection des eaux, on peut disposer soit :
d'un produit liquide : hypochlorite de sodium ou eau de Javel,
ou d'un produit solide (poudre) : hypochlorite de calcium.
Tous deux sont utilisés après dilution ou dissolution dans l'eau.
Inhibiteurs de corrosion Produits chimiques qui, ajoutés à l'eau, empêchent son action corrosive sur des métaux, par formation d'une pellicule protectrice sur le métal.

I

Ion : Atome, ou groupement d'atomes chargé électriquement présentant un excès (anion) ou un déficit (cation) en électrons, dont la migration occasionne le passage de l'électricité à travers un électrolyte.
Les ions positifs, ou cations, comprennent : les métaux et l'hydrogène (ex : Ca++, Na+, H+).
Les ions négatifs, ou anions, comprennent : les non-métaux et des groupements tels que SO4-, HCO3-, etc... et l'ion hydroxyde OH-.

Ionisation : Etat d'un mélange chimique, liquide ou gazeux dont les composants sont dissociés en ions. Le degré d'ionisation est le degré de dissociation en ions.

J
K
L

Lit flottant : Procédé de mise en oeuvre des échangeurs d'ions qui consiste à faire circuler, de bas en haut, l'eau à traiter sur le lit de résine et, de haut en bas, la solution de régénération.

M

Matières à suspension : Particules solides très fines présentes dans l'eau, que la pratique divise en : matières décantables, qui se séparent naturellement, sans apport de réactif, quand l'eau est au repos, matières colloïdales trop fines pour décanter par gravité, mais éliminables par coagulation.

Membrane semi-perméable : Membrane perméable à un liquide (solvant) et imperméable (ou peu perméable) aux substances dissoutes dans le liquide (soluté). Il existe des membranes semi-perméables naturelles (certains tissus animaux et végétaux) et des membranes synthétiques (polyamides, acétate de cellulose) utilisées en osmose inverse.

Molarité (d'une solution aqueuse) : Nombre de moles du corps contenues dans un litre d'eau.

Mole : Unité fondamentale de quantité de matière, dans le système SI (système international d'unités). Ce terme a remplacé celui de molécule-gramme.

N

Nappe phréatique : Première nappe rencontrée lors du creusement d'un puits. Nappe généralement libre, c'est-à-dire dont la surface est à la pression atmosphérique. Elle peut également être en charge (sous pression) si les terrains de couverture sont peu perméables. Elle circule, lorsqu'elle est libre, dans un aquifère comportant une zone non saturée proche du niveau du sol.

Neutralisation : Opération qui consiste à amener une solution à un pH voisin de 7 : par acidification si son pH initial est supérieur à 7 et par alcalinisation s'il est inférieur à 7.

Normale (solution aqueuse) : La solution normale d'un corps est la solution dans un litre d'eau d'un équivalent de ce corps, c'est-à-dire, d'une mole du corps divisée par sa valence.

O

Osmose : Diffusion naturelle d'un solvant à travers une membrane semi-perméable, à partir d'une solution diluée vers une solution concentrée. La différence de concentration engendre une pression dite osmotique dont l'effet est d'égaliser les concentrations de part et d'autre de la membrane, et par suite, de diluer la solution la plus concentrée. L'osmose joue un rôle capital dans la circulation de l'eau dans les organismes vivants.

Osmose inverse : Procédé de séparation par membrane destiné à extraire un solvant d'une solution (ex : eau pure à partir d'eau salée). Il consiste, par inversion du processus naturel de l'osmose, à appliquer à une solution en contact avec une membrane semi-perméable, une pression supérieure à la pression osmotique et à recueillir le solvant de l'autre côté de la paroi. Ce procédé fait appel à des pressions de 3 à 100 bars et permet d'éliminer des particules de dimensions comprises entre 0,2 et 10 nm (presque tous les ions et solutés).

Oxydabilité au permanganate : Quantité de permanganate de potassium (KMnO4) consommée pour l'oxydation des matières organiques d'une eau pendant un temps donné (4 heures à froid ou 10 minutes à ébullition), en milieu acide ou en milieu alcalin. Le résultat peut être exprimé en mg/l de O2 ou en mg/l de KMnO4.
Cette notion permet d'estimer la pollution organique globale d'une eau naturelle et d'apprécier l'efficacité du traitement auquel elle est soumise.

P

pH (potentiel hydrogène) : Mesure de l'acidité, de l'alcalinité ou de la neutralité d'une solution aqueuse, exprimée par le logarithme (base 10) de l'inverse de la concentration de la solution en ions hydrogène (H+) exprimée en mole/l.
Le pH varie entre 0 et 14; 7 étant le pH correspondant à la neutralité. Une eau est d'autant plus acide que son pH (inférieur à 7) est plus près de 0, et d'autant plus alcaline que son pH (supérieur à 7) est plus près de 14. Une eau à pH = 2 contient 10 000 fois (104) plus d'ions hydrogène (et est 10 000 fois plus acide) qu'une eau à pH = 6.
Le pH varie en fonction de la température et se mesure à l'aide d'indicateurs colorés, ou mieux, par électrométrie (mesure fine de différences de potentiel électrostatique) à l'aide d'un pH-mètre.


Poly phosphates : Produits minéraux obtenus par olycondensation d'ortho phosphates, caractérisés par la répétition du même motif structurel PO3M. Ces polymères se présentent sous forme de chaînes, plus ou moins longues, plus ou moins ramifiées, voire cycliques.

Protection cathodique : Méthode destinée à protéger un élément métallique (tuyau, réservoir, etc...) exposé à une corrosion électrochimique et jouant alors le rôle d'anode attaquée.

Purges de déconcentration : Soutirage vers l'égout d'une fraction du volume d'eau contenu dans une installation pour évacuer, sous forme concentrée, les minéraux apportés sous forme diluée par l'eau d'appoint.
Les purges de déconcentration sont destinées à limiter l'accroissement progressif de la teneur en éléments dissous de l'eau des installations dans lesquelles des pertes d'eau pure (par évaporation partielle) sont compensées par des appoints d'eau plus ou moins riche en éléments dissous.

Q
R

Régénération (en échange d'ions) : Opération effectuée sur une résine échangeuse d'ions saturée, de façon à la ramener à son état initial. La régénération consiste à faire percoler sur la résine, une solution appropriée (acide, basique ou saline), de haute pureté.
La régénération est toujours suivie d'un rinçage lent, puis d'un rinçage rapide.

Régénération à co-courant : Procédé de régénération d'un échangeur d'ions, consistant à faire circuler la solution régénérante du haut vers le bas du lit de résine.

Régénération à contre-courant : Procédé de régénération des échangeurs d'ions, consistant à faire circuler la solution régénérante dans le sens inverse (de bas en haut du lit de résine) de celui suivi par l'eau à traiter. Le rendement est alors meilleur que dans le cas d'une régénération à co-courant.

Résines (en échange d'ions) : Terme générique désignant les matériaux granulaires utilisés en échange d'ions.
SAF Concentration globale (exprimée en degrés français ou en méq/l) des sels d'acides forts (chlorures, sulfates, nitrates) contenus dans une solution.

S

Sel : Substance résultant de l'action d'un acide sur une base. Parmi les sels utilisés en traitement des eaux, on peut citer :
- le chlorure de sodium NaCI,
- le silicate de sodium Na2SiO3,
- le chlorure ferrique FeCI3,
- le sulfate d'aluminium Al2 (SO4), 18 H2O.
Le sel utilisé pour la régénération des adoucisseurs d'eau est constitué de chlorure de sodium de très grande pureté.

Stérilisation : Opération à caractère stable, effectuée sur un milieu clos, et conduisant à l'absence totale de germes revivifiables (voir aussi désinfection).

Sur chloration : Addition de chlore dans l'eau, conduisant à une teneur en chlore supérieure au point critique.

Système d'assainissement : Ensemble des équipements de collecte et de traitement des eaux usées : c'est-à-dire les eaux issues des réseaux des collectivités auxquels peuvent être raccordées des industries ou des installations agricoles.

T

TA (titre alcalimétrique simple) : Mesure de la teneur d'une eau en alcalis (hydroxydes) et de la moitié de sa teneur en carbonates alcalins et alcalino-terreux, déterminée par addition de la quantité d'acide sulfurique nécessaire au virage de la phénophtaléine du rouge à l'incolore à pH 8,3.

TAC (titre alcalimétrique complet) : Teneur d'une eau en alcalis (hydroxydes), en carbonates et en bicarbonates (ou hydrogénocarbonates) alcalins et alcalino-terreux, déterminée par addition de la quantité d'acide sulfurique nécessaire au virage du méthylorange (ou hélianthine) du jaune à l'orangé à pH 4.3.

Traitement par charbon actif : Procédé d'élimination de substances organiques dissoutes ou colloïdales des eaux et des eaux résiduaires par adsorption sur du charbon actif, ayant pour objectif par exemple l'amélioration du goût, de l'odeur ou de la couleur.

Turbidité : Caractère d'une eau trouble, non transparente. L'intensité d'une turbidité s'exprime en gouttes de mastic, ou en unités Jackson ou NTU.

U

Ultrafiltration : Procédé de filtration sur membranes de synthèse, minérales ou organiques, se situant entre la microfiltration et la nanofiltration.

Ultraviolets : Rayonnement émis par des lampes à vapeur de mercure avec une longueur d'onde voisine de 256 nanomètres, agissant sur les molécules d'ADN des micro-organismes, et utilisé pour la désinfection des eaux.

 V

Viscosité : Caractéristique physique d'une eau directement liée à sa teneur en éléments dissous. Les carbonates et les hydroxydes de sodium et de potassium sont les composés qui, à concentration égale, confèrent à l'eau la viscosité la plus élevée. Une viscosité élevée de l'eau conduit à une réduction des transferts thermiques au travers des échangeurs de chaleur. Elle favorise le primage des chaudières à vapeur.

W
X
Y
Z