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TRAITEMENT A FAIBLE COÛT DE L'ARSENIC
L'arsenic (As), 20ème élément en abondance dans la croûte terrestre, est un métalloïde entrant dans la constitution de plus de 245 minéraux.
Les sources d’arsenic dans l’environnement peuvent être naturelles (roches arsénifères) ou anthropiques (activités industrielles et agricoles).
De leur côté, les êtres humains sont exposés à l'arsenic par l'air, la nourriture et surtout l'eau. Or, les expositions, chroniques comme aiguës, à l'arsenic inorganique (généralement présent dans les eaux) peuvent provoquer de nombreux troubles de santé comme des modifications dermiques (pigmentation, hyperkératoses et ulcères) ou des problèmes respiratoires, pulmonaires, cardiovasculaires, gastro-intestinaux, hépatiques, rénaux, neurologiques, immunologiques, mutagène et cancérigènes.
Dans le monde, et particulièrement dans les pays en développement, on a constaté les dangers de l’ingestion d’arsenic liés à la contamination des forages destinés à la fourniture d’eau propre engendrant, d’après un rapport de l’organisation mondiale de la santé (O.M.S.), le plus grand empoisonnement de l’histoire.
En conséquence, suite à une proposition de l’O.M.S. la directive européenne 98/83/CE reprend cette valeur limite de 10 μg (As).L-1 alors qu’elle était précédemment de 50μg.L-1.
Cette directive européenne a ensuite été transcrite en droit français par le décret n° 2001-1220 du 20 Décembre 2001, "relatif aux eaux destinées à la consommation humaine, à l’exclusion des eaux minérales naturelles". Elle est mise en application depuis décembre 2003.
LES SOLUTIONS DE TRAITEMENT
Des techniques de traitement des eaux contaminées par l’arsenic ont été étudiées depuis longtemps, tout en utilisant des technologies différentes telles que l’échange de cation, l’adoucissement à la chaux, l’osmose inverse, la coagulation et l’adsorption sur des matériaux synthétiques tels que les zéolithes, le fer à valence zéro et le charbon actif, et récemment sur des matériaux naturels tels que les argiles, les oxydes de fer et d’aluminium.
Cependant l'élimination de l'arsenic par ces traitements n'est pas toujours facilement applicable in-situ, en raison de leur rendement, de l'optimisation nécessaire à leur mise en oeuvre ou de leur coût.
De fait, le traitement des eaux contaminées par l’arsenic représente un défi financier très important, notamment pour les pays en développement où la population est massivement exposée à des sources d’eaux contaminées.
Toutefois, il existe des processus à faible coût qui peuvent être facilement mis en oeuvre pour les populations isolées et les pays en développement. Mais face au lobby des multinationales de l'eau, il faut admettre que leur développement est pour le moins difficile....
Pourtant, cela représente néanmoins une solution intéressante pour des communes présentant une population assez faible et un habitat dispersé et par conséquent, aux moyens financiers limités.
LES VILLAGES A LA PEINE
Rappelons qu'en france, le respect de l’abaissement de la norme européenne de 50µg/l à 10µg/l pour la teneur autorisée en arsenic dans les eaux destinées à la consommation humaine, concerne aussi les villages.
Or, de nombreux villages se caractérisent par un petit nombre d'habitants et une situation géographique souvent isolée, ce qui fait que le débit d’eau potable à traiter est peu important. Par ailleurs, il n’est souvent pas possible d’installer une usine de traitement industriel en raison des coûts élevés que cela implique > C'est pourquoi, des procédés de traitement à faible coût doivent pouvoir être mis en place !
UN EXEMPLE : LES ALPES MARITIMES
Les zéolithes sont des minéraux de la famille des alumino-silicates hydratés, leurs propriétés adsorbantes reconnues ainsi que leur faible coût font de ces solides des candidats intéressants pour une utilisation à échelle industrielle (fabrication de papier, purification d’eau par exemple).
Les hydroxydes de fer ont fait l’objet de nombreuses études sur leurs propriétés de rétention vis à vis de polluants anioniques et cationiques. Leur faible coût ainsi que leur capacité d’adsorption en font également une phase adsorbante d’intérêt.
DES RESULTATS CONCLUANTS, MAIS A L'ETRANGER....
Au cours du projet, différentes phases minérales disponibles en grande quantité sur le marché et à très faible coût ont été testées en laboratoire, afin de :
sélectionner le meilleur candidat permettant une rétention optimale de As, dans les conditions physico-chimiques (concentrations, flux, composition d’eau,…) des eaux naturelles,
tester la réversibilité de la fixation pour la mise en place des protocoles de régénération des filtres à solide,
quantifier, par une modélisation géochimique, les quantités de solide à utiliser, les protocoles de lavages des solides et leur fréquence en fonction des flux et débits,
concevoir un pilote de traitement en ligne des eaux de consommation pour garantir un niveau d’As dissous inférieur aux normes en vigueur.
Ce pilote devait se présenter sous la forme d’un module de filtration à sable classique, et être accompagné de son protocole d’utilisation.
Un accent particulier était mis sur la simplicité d’utilisation du matériel, sur l’utilisation de phases solides naturelles non polluantes, et sur la minimisation des coûts de fonctionnement (comme par exemple la régénération des phases adsorbantes).
Après un an de travaux, un solide naturel, disponible en grande quantité, et à faible coût, a pu être identifié pour son utilisation comme phase adsorbante d’une unité de traitement d’eau de consommation humaine contaminée par l’arsenic.
En laboratoire, le procédé employé permettait la filtration en continu d’une eau d’alimentation d’un village pendant 3 mois, pour un coût estimé à quelques milliers d’euros, là même où l’investissement pour une unité industrielle commerciale se compte en centaines de milliers d’euros.
Malheureusement, lors de la mise en place du pilote de traitement à l’échelle 1 dans deux villages du haut pays, le design des modules de filtrations devant recevoir le solide s'est avéré ne pas être adapté à une utilisation en filtration continue.
Le premier essai pilote n'a pas été concluant et le projet s’est arrêté subitement - sans pouvoir attendre un 2eme essai faute de moyens supplémentaires -, avec pour conséquence que le module de traitement industriel* à plusieurs centaines de milliers d’euros a été mis en place aussitôt après dans les communes concernées.
Pour autant, le projet de traitement à bas coût à pu être mené à terme, avec d’autres financements (étrangers cette fois-ci, bien que la techno soit française) et le succès a été au rendez-vous !
A titre d'exemples, des unités complètes de potabilisation d’eau, utilisant cette techno, permettant d’éliminer de l’eau l’arsenic, mais aussi tout un tas d’autres polluants émergents comme par exemple les résidus de médicaments et les pesticides, tournent actuellement en Amérique du sud et en Afrique, pour un prix de revient du m3 d’eau potable inférieur à 1 euros.
A noter que la mise en place de ces unités de potabilisation d'eau est aujourd'hui possible en France et en Europe.
POUR COMPRENDRE LES ENJEUX
Sans prendre parti pour une technologie, par rapport à une autre, ni mettre en cause le bienfondé des choix finaux, nous avons néanmoins pu constater - dans le cas de l'exemple ci-avant - que l'offre commerciale faite pour le module de traitement industriel* (devis de 2010) s’élève à 197.000€ pour la conception et l’installation des deux filtres, le prix du media filtrant étant de 15.000€/T ( là où le media filtrant naturel le plus cher testé revenait à 2300€/T).
La comparaison du produit proposé pour le module de traitement industriel avec le procédé de traitement naturel proposé par le laboratoire mandaté pour l'étude par le CG 06 montre donc une très nette différence de coûts !
En outre, il faut savoir que le media commercial ne peut pas être acheté seul, c’est-à-dire sans les filtres supports. En effet, le fournisseur ne garantit et ne fournit le media que lorsqu’il se charge aussi de la mise en place des filtres....
* Procédé « l’Eau pure » commercialisé par le Groupe Véolia
Focus au 15/03/2016
NB : Pour de plus amples informations ou pour des études de réalisation, nous contacter par le biais du formulaire de contact
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Plusieurs communes du nord des Alpes-Maritimes distribuaient une eau ne respectant plus la législation et différentes solutions ont alors été envisagées telles que la prospection pour le choix d’une nouvelle source, le mélange de plusieurs sources ou encore le traitement.
Lorsque ces problèmes sont apparus en 2010, le CG06 a immédiatement décidé d'aider ces petits villages. Pour cela, une étude d’un an à été lancée pour évaluer la possibilité d’utiliser des procédés de traitement à faible coût pour une application locale.
Les procédés en question consistant à mettre en forme un protocole de traitement d’eaux naturelles à teneur importante en arsenic dissout, basé sur les propriétés d’adsorption spécifique de solides naturels.
En effet, différents types de substrats sont connus pour leur capacité à séquestrer (zéolithes) ou à adsorber (zéolithes et oxydes de fer) les formes chimiques des métaux et métalloïdes présent en phase aqueuse.
