Fiche Résumé 14-AEP-13

Le chlorure de vinyle monomère (CVM) est un gaz toxique, légèrement soluble dans l’eau et très volatil. Sa présence dans l'eau potable provient soit d'une pollution industrielle de la ressource, soit du relargage de conduites en polychlorure de vinyle (PVC) datant d’avant 1980. En effet, la migration dans l’eau du CVM, utilisé pour la fabrication des canalisations en PVC, provient, selon des études récentes menées par les autorités sanitaires en France, du fait qu’avant les années 1980, il était incomplètement polymérisé lors de la synthèse du PVC car la technique de fabrication n’utilisait pas alors de stripping pour réduire sa concentration résiduelle.

Le CVM pourrait être responsable du cancer du foie et une limite de qualité a été introduite par l'arrêté du 11 janvier 2007 et fixée à 0,5 µg/L. L'observation de quelques dépassements de la limite de qualité, non reliés à une pollution de la ressource en eau, a conduit la DGS à mener une campagne nationale d'analyse du chlorure de vinyle dans les eaux distribuées. Les résultats ont montré que les facteurs favorisant le relargage du chlorure de vinyle dépendent :
- de la teneur en CVM résiduel dans le matériau (conduites fabriquées avant 1980) ;
- du long temps de séjour de l’eau dans la canalisation ;
- de la température élevée de l’eau.

A l'issue de cette campagne nationale, le Ministère de la Santé a publié une instruction en date du 18 octobre 2012 préconisant, sans qu'aucune dérogation au respect de la norme de 0,5 µg/L ne puisse être accordée par le préfet, des solutions de type :
- purges : solution d’attente pas toujours efficace et contraire à la préservation de la ressource (gaspillage d’eau) ;
- maillage de réseau : pour limiter le temps de séjour mais non applicable à tous les réseaux ;
- réhabilitation ou remplacement des conduites incriminées.
Ces mesures nécessitent des investissements longs et importants que les collectivités devront assumer sous peine de ne plus pouvoir délivrer de l'eau aux consommateurs et des mesures transitoires ne pourront être évitées (citerne…).

Un autre type de solution n'est pas abordé dans l'instruction : l'élimination du chlorure de vinyle basée sur sa forte volatilité. Un procédé de dégazage sous pression adapté à la volatilisation du chlorure de vinyle et installé directement dans le réseau d'eau potable sur des points stratégiques (avant branchement, en bout de réseau…) a été développé en 2013 : AquabullerTM. Il a été testé sur le site du Syndicat de Saint-Pois (50) et permet une élimination similaire à l'effet d'une purge mais sans gaspillage d'eau. Le brevet a été déposé et l’appareil est en attente d’homologation. Mais une des contraintes principales d’un fonctionnement sous pression est qu’une partie de l’air injecté se solubilise dans l’eau ce qui provoque la formation d’eau blanche ou de poches d’air lorsque la pression diminue, principalement aux robinets des consommateurs. Pour limiter ces désagréments, la quantité d’air injectée est bridée et le rendement d’élimination du CVM est alors limité à 50 % environ.

Il est possible que toutes les solutions actuelles (purges, dégazage sous pression, renouvellement des canalisations sans renouvellement des branchements) ne suffisent pas au respect de la norme concernant le CVM. De ce fait, l’endroit le plus approprié pour compléter l’élimination du CVM à moindre coût (sans apport d’énergie extérieure) est le robinet du consommateur. En effet, il existe sur le marché des aérateurs économiques (appelé aussi brise-jet ou mousseur) s’installant sur les robinets pour économiser l’eau et ayant aussi, de par leur principe, un rôle de dégazage, sans danger pour la santé par inhalation. Le principe de ces aérateurs économiques de robinet, à ne pas confondre avec les mousseurs classiques, est basé sur l'effet Venturi. Une quantité plus importante d'air est incorporé dans l'eau ce qui permet non seulement de réduire la consommation sans modification de l'aspect du jet mais aussi de favoriser la volatilisation du chlorure de vinyle et d’éviter la formation d’eau blanche. De plus, ces aérateurs ne traiteraient que le volume d’eau utilisé pour l’alimentation.

Ces aérateurs ont été optimisés dans un but d’économie d’eau et non de réduction du CVM. L'objectif de l’étude est donc de les tester sur les robinets des consommateurs vis-à-vis de l’élimination du CVM et si possible de les optimiser pour améliorer leurs performances. Ils pourraient alors être utilisés en complément de AquabullerTM installé sur le réseau, ces deux systèmes proposant une solution économique et rapide à mettre en œuvre.

Plusieurs robinets ont été testés à différentes pressions et à différents degrés d'ouverture pour évaluer leur efficacité. Les rendements d’élimination du CVM ont été évalués à 60 % dans le meilleurs des cas. Ce rendement n’est pas suffisant pour envisager le déploiement de cette solution.

Il a donc été décidé d’optimiser la géométrie des aérateurs pour maximiser la quantité d’air mise en contact avec l’eau. Le développement d’un aérateur a été réalisé par simulations numériques. Celles-ci permettent de prévoir certaines performances sans avoir besoin de réaliser l’objet, ni d’effectuer des essais. L’aérateur optimisé a ensuite été prototypé par impression 3D mais les rendements d’élimination se sont avérés en réalité très décevants puisqu’ils ne dépassent pas 50 % et diminuent avec le débit. Il semblerait donc que la quantité d’air ne soit pas le seul paramètre à prendre en compte, et que le temps de contact air-eau soit aussi à optimiser. Cette optimisation permettrait à la fois d’améliorer le rendement et de le maintenir constant quel que soit le débit d’eau.