Fiche Résumé 13-AEP-05

Les interrogations se multiplient au sujet de la présence de substances émergentes dans les eaux souterraines et donc au sujet aussi de la pérennité de ces ressources pour l’alimentation en eau potable. Quelles est l'efficacité des traitements habituels souvent très limités puisque dans la majorité des cas il s'agit d'une filtration sur charbon actif en grains (CAG) ? Quels traitements alternatifs pourraient être mis en place pour pérenniser la ressource ?

L’adsorption sur charbon actif a été retenue comme voie de traitement pour l’élimination des micropolluants organiques car elle permet d’extraire les molécules identifiées du fluide aqueux contrairement aux procédés d’oxydation qui eux transforment les composés et dans le meilleur des cas les minéralisent. L’élimination des micropolluants par adsorption sur charbon actif dépend de la nature du couple polluant/charbon actif et du procédé à base de charbon actif mis en œuvre. Ainsi, un même filtre à charbon actif en grains à un temps de vie donné sera à la fois inefficace pour éliminer certaines molécules et performant pour d’autres.

Afin de remédier à cette problématique, SAUR a développé le procédé CarboPlus qui est un procédé à lit de charbon actif fluidisé avec un renouvellement en continu du charbon. L’ajout de charbon actif neuf en continu permet de fournir en permanence de nouveaux sites d’adsorption, exempts de tout polluant pouvant bloquer l’accès aux pores et diminuer ainsi le nombre de sites actifs. Les retours d’expérience montrent que le choix du charbon actif à mettre en œuvre ainsi que la dose de renouvellement à appliquer dans le procédé CarboPlus vont dépendre de la matrice à traiter et des molécules à éliminer.

L’objectif de l’étude est d’évaluer l’adaptibilité du procédé CarboPlus µG (micrograins) en fonction des micropolluants à éliminer et des matrices d’eau à traiter puis de classifier les charbons micrograins selon leurs performances. Il sera alors possible de proposer une solution de traitement à base de charbon actif micrograins adaptée au cocktail de micropolluants pouvant être retrouvés dans les captages d’eaux souterraines, notamment les pesticides et les produits pharmaceutiques.

Deux molécules aux caractéristiques physico-chimiques différentes ont été choisies pour cette étude pour évaluer leur élimination par plusieurs charbons (8 charbons micrograins neufs et 2 charbons micrograins extraits de l’unité pilote des Ormes) : le métazachlore (herbicide), a priori adsorbable sur charbon actif et le florfénicol (antibiotique vétérinaire), a priori plus difficile à adsorber. Une troisième molécule, le métaldéhyde (molluscicide) a également été retenue pour l’étude car elle a été détectée dans les ressources étudiées. Pour étudier l’influence, entre autres, de la matière organique sur l’adsorption des micropolluants (phénomène de compétition), trois matrices d’eau souterraines différentes ont été testées : les Ormes dans l’Yonne, Saffré en Ille-et-Vilaine et Basse-Goulaine en Loire-Atlantique.

Les résultats montrent que l’élimination du métazachlore et du florfénicol est très satisfaisante (> 96 %) pour tous les charbons neufs testés. Les charbons extraits de l’unité pilote des Ormes montrent une performance légèrement inférieure (> 90 %) s’expliquant par un plus faible nombre de sites d’adsorption disponibles. Une classification des charbons actifs testés a pu être établie mais les différences observées ne sont pas suffisantes pour que cette classification soit utilisée comme critère de choix sur le terrain pour éliminer le métazachlore et le florfénicol de la ressource en eau : tous les charbons actifs testés dans cette étude peuvent être proposés en raison de leur très bonnes performances.

Par contre, les capacités d’adsorption obtenues pour éliminer le métaldéhyde sont relativement faibles pour l’ensemble des charbons étudiés. Ce cas particulier montre que pour ce type de molécules, il est nécessaire de mettre en oeuvre des doses de charbon actif plus élevées que celles classiquement utilisées et/ou des temps de contact plus long.

Enfin, en ce qui concerne l’influence de la matière organique sur l’adsorption des micropolluants, aucune tendance n’a pu être démontrée : la tendance à l’augmentation des résiduels en métazachlore dans l’eau traitée lorsque la matière organique croît n’a pas été retrouvée avec le florfénicol ; cette tendance a été observée quelle que soit l’origine de la ressource.