Fiche Résumé 13-AEP-06

L'abattement de la matière organique (MO) est un des enjeux majeurs du processus de potabilisation. Les procédés de traitement utilisés pour éliminer la MO, dans les usines qui produisent de l’eau potable à partir d’eau superficielle, mettent en oeuvre une clarification (coagulation - floculation - décantation - filtration sur sable) et souvent un affinage par filtration sur charbon actif en grains (CAG). Le dosage des réactifs utilisés dans ces procédés est asservi à la mesure en continu de la MO de l’eau brute. Cette mesure est réalisée par dosage du Carbone Organique Total (COT) ou par absorbance UV à 254 nm. Mais ces analyses demeurent des outils d'exploitation ne permettant de quantifier que partiellement la MO et ne donnant aucune information sur sa composition. Ainsi, des changements qualitatifs mineurs pouvant justifier la mise en place de différentes stratégies d'élimination de la MO sur les filières ne peuvent pas être mis en évidence. Cette problématique touche toutes les usines de production d'eau potable qui prélèvent l'eau dans une ressource superficielle touchée par des épisodes de crue et pouvant entraîner des non-conformités en COT dans l’eau produite.

L'objectif de ce projet est de définir la nature de la MO réfractaire au traitement de potabilisation de façon à mieux gérer la production d'eau potable par ajustement du taux de coagulant pendant les périodes de crues et ainsi éviter les non-conformités. Pour cela, une caractérisation de la matière organique par fluorescence a été réalisée à chaque étape de traitement de la filière de l'usine de Choisy-le-Roi.

La fluorescence est une technique sensible et pertinente pour doser la matière organique. Elle consiste à exciter par rayons lumineux les molécules de matière organique qui absorbent cette énergie pour ensuite la restituer en énergie lumineuse fluorescente qui peut être quantifiée. Chaque molécule émet une énergie spécifique ce qui permet de différencier chaque molécule de MO contenue dans les eaux.

L’appareil utilisé est l’analyseur en continu Amaltheys, entièrement conçu et développé par Spectralys pour l’industrie laitière (détection des protéines du lait) et qui a été modifié pour l’adapter à l’analyse de la MO dans l’eau. Cet appareil est compact et portatif. Il est composé de sources lumineuses de type LEDs à deux longueurs d’onde dans l’UV (280 nm et 340 nm) et
de fibres optiques acheminant la lumière de l’échantillon vers le spectromètre qui génère des spectres complets de fluorescence. L’excitation aux longueurs d’onde de 280 nm et 340 nm permet de révéler quatre sources majeures de matières organiques déjà décrites dans la littérature : deux formes de MO bactériennes et deux formes de MO végétales.

Les résultats obtenus par l’analyseur Amaltheys montrent que certaines formes de matière organique sont mieux éliminées que d’autres. Cet appareil est donc apte à définir la nature de la MO la plus réfractaire au traitement de potabilisation parmi les MO définies par cette méthode. Par ailleurs, l’analyseur pourrait remplacer à lui seul les différentes méthodes de routines habituellement utilisées pour mesurer la MO et servir d’indicateurs de qualité de l’eau brute et d’indicateur d’efficacité des différentes étapes de traitement.