Solutions techniques : l'analyse des nutrients affiche sa bonne santé

Éviter l'eutrophisation d'un milieu et la prolifération des végétaux aquatiques dues aux nitrates et aux phosphates, ou vérifier la bonne désinfection d'une eau par le chlore grâce au dosage de l'ammonium, voilà qui fait partie des préoccupations dominantes pour les filières de traitement de l'eau. Encore faut-il pour cela obtenir des mesures fiables. Selon des principes finalement assez anciens, on utilise trois technologies différentes. À commencer par l'analyse colorimétrique. L?analyse colorimétrique Si cette méthode peut s'appliquer à de nombreux paramètres et dosages, elle n'est plus aujourd'hui utilisée que pour la mesure des phosphates, la seule qui n'ait pas d'alternative. « Il s'agit véritablement du seul marché de la colorimétrie, indique Cédric Fagot, de Endress + Hauser. Nous pouvons considérer que les demandes concernant l'analyse d'autres molécules sont désormais nulles ». Les fabricants se concentrent donc sur la mesure du phosphate. Datalink Instruments, avec son Phos200, propose ainsi un analyseur en continu à gros diamètre, sans filtration à l'entrée, donnant un résultat en moins de trois minutes. L'utilisation de plusieurs longueurs d'onde permet ainsi des analyses même en présence d'une importante turbidité, évitant les problèmes classiquement rencontrés avec les filtres. Cet analyseur est actuellement à l'essai sur Step en France, mais équipe déjà une raffinerie belge. Chez Proanatec, l'analyseur Aqualyser Phosphate utilise le récent brevet Loop Flow Analysis. « Le cycle LFA analyse un échantillon d'eau de volume connu qui passe dans une cellule de mesure, restant ainsi en circuit fermé », explique-t-on chez Proanatec. Le process se fait donc en discontinu, mais ne nécessite que très peu de réactif et ne rejette alors que très peu de produit chimique, pour un résultat en moins de cinq minutes. Chez Hach-Lange, on insiste sur la préparation de l'échantillon en fonction des molécules à doser. « S'il s'agit d'orthophosphates, l'échantillon devra être simplement filtré avant analyse. En revanche, la mesure des polyphosphates ou de la charge totale en phosphore nécessite une homogénéisation puis une dissolution de l'échantillon ». Le fabricant propose quatre modèles de test en cuve : les LCK-049, LCK-348, LCK-349 et LCK-350. Il commercialise également des photomètres analyseurs de process : le Phosphax-sc (pour les orthophosphates; il utilise la méthode du jaune) et le Phosphax-sigma (pour le phosphore total; il utilise le bleu de molybdène). Son Evita InSitu 4100-sc permet quant à lui de calculer en permanence la concentration d'orthophosphates directement dans les eaux usées. La deuxième technologie est basée sur la mesure de l'absorbance. L?absorbance : le dosage de nitrates et d'ammonium Elle concerne à la fois les dosages de nitrates et d'ammonium. La non-utilisation de réactif et la légèreté de maintenance en font un procédé très apprécié sur le marché. Il est de plus possible de faire différentes sortes de mesures : en mono ou en multi-longueurs d'onde. Par exemple, la mesure à 214 nm permet de connaître la teneur en nitrates, les nitrites, également mesurés, restant négligeables (Stamosens de Endress + Hauser). On retrouve le même principe avec l'Ammonite200 de Datalink Instruments, commercialisé l'année dernière, pour la mesure de l'ammonium. « Il s'agit d'un appareil développé pour les stations d'épuration, compact, insensible à la turbidité, et capable de réaliser son auto-maintenance, précise Bruno Vilotitch, président de Datalink Instrument. Fonctionnant en spectroscopie UV, il réalise en fait un multiplexage, en mesurant la teneur en DCO et en ammonium en entrée de Step, et celle en ammonium et en nitrate en sortie ». L'AM200 équipe aujourd'hui une station allemande et est testé en laboratoire de recherche dans l'une des grandes compagnies d'eau française. La troisième technologie est l'électrode spécifique. L?électrode spécifique Sur le même principe que l'électrode à pH, l'électrode à sélectivité ionique est très simple à mettre en oeuvre, et revient globalement moins cher que la technologie à spectroscopie. Endress + Hauser a ainsi présenté en avant première au dernier salon Pollutec l'ISEmaxCAS40, électrode spécifique à la mesure du nitrate. « La mesure est certes un peu moins précise que la méthode optique, déclare Cédric Fagot, mais elle demeure largement suffisante pour faire du pilotage de nitrification/dénitrification ». La demande en France émerge d'ailleurs pour les bassins d'aération dans le traitement des eaux usées. Hach-Lange a d'ailleurs testé sa sonde NH4Dsc dans une installation allemande (Villau). Les résultats se sont révélés tout à fait concluants. Les performances et la fiabilité des mesures de la sonde permettent même d'envisager l'optimisation de l'aération en aidant enfin à réguler en temps réel la concentration en oxygène à apporter. Le renforcement régulier de la législation sur l'eau ainsi que la diminution du coût des appareils expliquent la forte tendance à l'augmentation du nombre d'analyseurs en France. Avec leurs innovations, l'optimisation des process et la fiabilité croissante des différentes technologies, les fabricants se préparent donc à répondre à des sollicitations de plus en plus exigeantes et nombreuses.