Au-delà des contrôles de laboratoire exigés par l’ARS, les producteurs d’eau potable mettent en œuvre une démarche globale allant de la prévention au niveau du captage à la surveillance dans le réseau de distribution. Ils contrôlent en général des paramètres génériques, indicateurs globaux du bon fonctionnement de leur procédé.
En fait, certains paramètres réglementaires (couleur, calcaire…) relèvent plus du confort que de la santé publique et d’autres (COT, chlorures…) constituent des indicateurs du bon fonctionnement des usines de potabilisation. Par ailleurs, la liste des polluants pouvant potentiellement représenter un risque sanitaire est sans fin, même si tous ne sont pas présents dans toutes les ressources d’eau brute.
Dès lors, comment agissent les différents acteurs concernés pour assurer la sécurité des consommateurs ? Comment les producteurs d’eau potable s’y prennent-ils pour respecter, in fine, toutes les exigences réglementaires ? Face à l’impossibilité de tout surveiller, quels systèmes d’alertes mettent-ils en place ? Sur quels paramètres ? De nouvelles technologies font-elles leur apparition ?
Réglementation : une nouvelle règle du jeu
Les perturbateurs endocriniens sont emblématiques de ces nouveaux enjeux. A l’image des micropolluants, il ne s’agit pas d’une nouvelle classe de substances mais de la prise en compte des effets néfastes en dessous des seuils de toxicité traditionnelle. « L’idée que l’Eau puisse induire des effets indésirables est une préoccupation légitime. Pour prévenir ces effets relatifs aux cocktails de substances ou à la présence de substances non-recherchées à des doses très faibles, la seule réponse est l’association des bioessais avec les outils d’analyses chimiques, affirme Grégory Lemkine, fondateur et CEO du laboratoire Watchfrog. Le Laboratoire Watchfrog, expert de référence internationale sur la perturbation endocrinienne, coordonne actuellement un projet visant à identifier les polluants prioritaires dans les ressources de potabilisation. Le projet PACQUE soutenu par l’ADEME et lauréat du Concours Innovation du programme d’Investissement d’Avenir propose une manière innovante de piloter l’analyse chimique par la réalisation de bioessais. C’est sans doute la meilleure utilisation des bioessais pour identifier les contaminants prioritaires dont l’élimination permettra de garantir la qualité Physiologique de l’Eau ».
Les PGSSE : un changement de perspective
En 2004, l’Organisation mondiale pour la santé (OMS) lançait l’idée des Water Safety Plans, reprise dans la nouvelle mouture de la directive européenne. « Cet outil de suivi tout au long du cycle de l’eau va dans le sens d’une meilleure appréhension des risques. Plusieurs opérateurs avaient entamé cette démarche, et certains se sont engagés » souligne Muriel Floriat, responsable du pôle Eau à Amorce. « C’est un changement important, qui va pousser les opérateurs à aller plus loin dans la connaissance du réseau et de la ressource. Certaines collectivités s’y étaient déjà volontairement engagées mais la démarche va désormais prendre de l’ampleur » confirme Laurent Brunet, président de la commission scientifique et technique de la FP2E, directeur technique Eau France chez Suez. « Cela fait 20 ans que nous déployons sur nos usines des démarches de ce type en nous inspirant de l'HACCP et de l'ISO 22000 du domaine alimentaire. Les premiers volontaires étaient, sans surprise, des collectivités ayant les moyens financiers, techniques et humains de s’y lancer, comme Toulouse, le Sedif ou Lyon » affirme pour sa part Boris David, expert ressources en eau et adaptation au changement climatique à la direction support aux métiers et performance de Veolia. Cela n’empêche pas de plus petites collectivités, comme Gaillac (Tarn), d’entamer aujourd’hui cette démarche.
La surveillance : qui fait quoi ?
Étant donné l’importance de l’enjeu, la qualité de l’eau potable distribuée est soumise à un contrôle public, exercé par les ARS. « Les ARS confient la réalisation technique à des laboratoires agréés Cofrac, avec une fréquence de prélèvements dépendant du nombre d’habitants desservis par le producteur d’eau. Cela va de plusieurs analyses par jour dans les grandes agglomérations à quelques-unes par an dans des zones rurales. L’analyse porte sur la ressource, sur l’eau sortant d’usine et, surtout, sur ce qui sort du robinet. En entrée de production, sur la ressource, nous suivons d'autres indicateurs nous permettant de piloter les installations de traitement, comme par exemple, la turbidité » explique Frédéric Blanchet (Astee). Tous les paramètres de la liste officielle sont alors mesurés.
Les producteurs d’eau potable sont soumis à une obligation de résultat : fournir une eau conforme aux exigences réglementaires. Vont-ils pour autant, au titre de l’autosurveillance, doublonner toutes les analyses exigées par les ARS ? Évidemment non. Face à la multiplicité des situations, des risques et des substances réglementées, ils suivent – autant que possible en continu – des indicateurs susceptibles de révéler une perturbation de la ressource ou du procédé. L’idée est d’être alors capable d’adapter le fonctionnement de l’usine pour assurer la qualité sanitaire de l’eau produite. « Nous allons vers une surveillance opérationnelle, capable de détecter les dérives avant qu’elles ne se traduisent en non-conformité de l’eau. Nous privilégions pour cela les analyseurs en ligne en continu » explique Boris David (Veolia).
Cela commence, logiquement, dès le captage. « Nous plaçons des capteurs multi paramètres – sur des bouées ou dans des stations d'alerte – dans la ressource en fonction des problématiques locales. Il ne s'agit pas de contrôler les paramètres officiels de qualité sanitaire mais de caractériser notre matière première, de nous assurer qu'elle est traitable » continue Boris David. Julien Garrigues, ingénieur technico-commercial process chez Xylem Analytics, confirme : « nous fournissons de plus en plus de capteurs placés en amont des pompages, les eaux brutes de surface pouvant être polluées chimiquement ou biologiquement, car il est très coûteux de pomper et traiter une eau polluée ». Laurent Brunet (FP2E) observe la même chose dans les usines de potabilisation, et même désormais sur les réseaux de distribution : « les systèmes basés sur des capteurs multi paramètres en temps réel se multiplient. Chaque entreprise choisit son panel de paramètres, l’idée étant d’analyser les variations et de mettre en place des dispositifs de réaction en cas d’anomalie », explique-t-il.
Quels paramètres mesurer ?
« Le premier risque est microbiologique, ne serait-ce que parce qu’il a des conséquences sanitaires immédiates. Il faut contrôler en continu le taux de chlore en sortie de production. En entrée ou dans la ressource, nous suivons aussi la turbidité et le COT, ce qui en général suffit pour l’autosurveillance » estime Frédéric Blanchet (Astee). Boris David, de Veolia, confirme ce panel : « outre les paramètres “faciles” comme la température ou la conductivité, pour lesquels il existe des capteurs simples, nous suivons particulièrement les paramètres suivants : pH, turbidité, COT, absorbance UV et ammonium pour piloter les installations et adapter le traitement aux variations de la ressource en temps réel ».
Les grands fournisseurs d’instruments, comme Aqualabo, Bionef, Bürkert, Cifec, Datalink Instruments, EFS, Krohne, NKE instrumentation, S ::Can, SDEC ou Xylem pour ne citer qu’eux sont tous présents sur ce marché. « Nous proposons des solutions à base de capteurs à absorbance UV comme le Viomax CAS51D pour les nitrates ou la matière organique et, aujourd’hui, le nouveau Memosens Wave CAS80E multiparamètre. On rajoute également le capteur de turbidité CUS52D pour la turbidité, la CCS51D pour le chlore, la CCS58D pour l’ozone et la CLS21D pour la conductivité. Tout cela s’installe en stations d’alerte sur le captage, mais on nous sollicite aussi pour le contrôle du chlore en sortie d’usine, entre autres » affirme Matthieu Bauer, Team Leader Marketing Environnement/Ener/MI Marketing Industries chez Endress+Hauser.
Xylem Analytics met en avant la sonde EXO d’Ysi, qui peut accueillir plusieurs capteurs au choix. « Les plus demandés sont le pH, la température, l’oxygène dissous, la conductivité et la turbidité. Plus deux autres qui émergent actuellement pour les eaux de surface : le COT et les nitrates » explique Julien Garrigues. Xylem a ainsi équipé l’usine de Lunéville, récemment améliorée par la Saur. « Ils utilisent une eau brute de rivière et nous ont demandé une station d’alerte complète. Avec nos capteurs WTW, ils suivent le pH, la conductivité, la température, le potentiel redox, l’oxygène dissous, la turbidité plus, par absorbance UV, les nitrates, les COT ainsi que la chlorophylle et la phycocyanine pour les bloom algaux » précise Julien Garrigues.
Chauvin-Arnoux propose ses deux appareils de mesure portables, le pH-mètre CA 10101 et le conductimètre CA 10141, dont la cellule de conductivité XCP4ST1 fournie avec l’appareil permet d’obtenir des mesures compensées en température.
Guillaume Schneider, directeur commercial de Swan France, confirme l’émergence du COT, ou plus précisément de l’absorbance UV à 254 nm, comme paramètre clé pour le contrôle des procédés. « Sur les nouveaux projets d’usines traitant des eaux de surface, le suivi de l’absorbance UV 254, qui reflète la charge organique totale (COT, DCO, etc.), devient un standard, au même titre que l’analyseur de chlore en sortie », affirme-t-il. Swan propose ainsi l’AMI SAC 254, mesurant l’absorbance UV en continu. L’agglomération de Laval, qui puise dans la Mayenne, a choisi cet appareil en 2018 pour équiper son captage. « Après l’installation, nous avons gagné en réactivité et économisé des réactifs. L’AMI SAC 254 nous permet de suivre en temps réel l’évolution de la charge organique dans l’eau brute pour adapter l’injection de floculant » explique Séverine Lancelin, responsable Qualité de l’eau au Service des eaux de Laval Agglomération. « En 2020, Laval a installé un second appareil du même type en sortie d’usine, pour surveiller la qualité de l’eau distribuée. Et pour la nouvelle usine, qui verra le jour en 2023, l’agglomération a décidé d’intégrer cette mesure à chaque étape de la filière » ajoute Vinciane Grellier, chargée d’affaires Nord-Ouest chez Swan France. Eau du Ponant (Brest) et Toulouse, entre autres, se dirigent également vers ce type de solution. « L’AMI SAC 254 et le suivi de la turbidité suffisent pour piloter une usine, avec à la clé de sérieuses économies d’exploitation (durée de vie du charbon actif, consommation de floculants, de chlore, d’ozone…) mais aussi une sécurisation sanitaire » estime Guillaume Schneider.
Hach déploie pour sa part une nouvelle technologie pour suivre, indirectement, le risque microbiologique : l’analyse en ligne de l’ATP, un nucléotide présent dans toutes les membranes cellulaires. « Grâce à une réaction enzymatique avec la luciférase, nous pouvons mesurer l’ATP par colorimétrie. C’est un dosage général, non spécifique mais qui inclut les éventuels organismes pathogènes » souligne Frédéric Soumet, responsable du support commercial chez Hach. La firme propose deux types d’analyseurs d’ATP : le LuminUltra, portable, pour les dosages ponctuels et le EZ 7300 à poste fixe, qui peut faire la distinction entre la biomasse vivante et le non-vivant. « Il peut s’installer en amont, au niveau de la filtration et sur le réseau distributeur. Cela permet de comprendre le mouvement bactérien sur le site, repérer les pics, voir comment les niveler. Tout dernièrement, nous essayons de voir s’il est possible d’utiliser ce système pour piloter l’injection de chlore en sortie d’usine. Une telle solution est déjà en place à Venise, et de grands groupes s’y intéressent » affirme Frédéric Soumet. Hach ne néglige pas pour autant la mesure du COT, seule manière d’estimer la présence de molécules carbonées. « Ce paramètre se développe de plus en plus en eau potable. Nous proposons pour ça le Biotector B 3500, qui équipe par exemple le Sedif » ajoute Frédéric Soumet.
De son côté, GL Biocontrol a développé une solution clé en main : le kit d’analyse rapide des bactéries DENDRIDIAG®SW, doté de sa nouvelle application d’aide à la décision. Ce kit 2 en 1 permet de déterminer sur site, en moins de 2 min, la charge bactérienne totale vivante présente dans l’échantillon.
Ce kit est principalement utilisé par les délégataires de service (Suez, Veolia, Agur…) et les collectivités (Montpellier métropole, Nantes métropole, Grenoble…), pour contrôler in-situ la qualité microbiologique de l’eau après une intervention (lavage de réservoir, purge, pose/réparation de canalisations…), ou pour réagir en temps réel face à un risque de contamination. « Le kit DENDRIDIAG s’intègre parfaitement dans le cadre des PGSSE en répondant à la double exigence de maîtrise des risques et de réactivité. Les PRPDE peuvent immédiatement valider et sécuriser leurs interventions sur le réseau » ajoute Yannick Fournier, responsable commercial chez GL Biocontrol.
Anticipant les besoins à venir, Datalink Instruments a développé et fabrique depuis quelques années des analyseurs permettant de suivre de façon continue le Manganèse (Mn) et le Fer (Fe), les nitrites (NO2) par colorimétrie avec son analyseur le PCA200.
ToxMate, station de biosurveillance développée par ViewPoint avec Inrae, valorise une autre approche. Pour répondre au besoin de surveillance des eaux face aux risques croissants des micropolluants, ToxMate contrôle en continu la qualité chimique globale des eaux. « Cette station d’alerte s'appuie sur les réactions comportementales de trois espèces sentinelles d’invertébrés aquatiques offrant une sensibilité en termes de temps de réaction, de concentration de détection et de diversité de substances. Un atout de taille pour le suivi du bon fonctionnement des usines de potabilisation, d’autant plus que ToxMate délivre des alertes en temps réel permettant d’agir rapidement sur les traitements et que ViewPoint propose des services de télésurveillance pour mieux assister les gestionnaires », résume Didier Neuzeret, CEO Viewpoint.
La distribution, maillon sensible
Veolia déploie ainsi, sur réseau ou en sortie d’usine, ses sondes multiparamétriques Kapta pour suivre le chlore, la pression, la température et la conductivité. Une version peut même surveiller la turbidité et l’absorbance UV. « Nous en avons installé des milliers sur nos réseaux, en particulier pour protéger des consommateurs sensibles (hôpitaux par exemple). Nous pouvons aussi équiper provisoirement un réseau à l’occasion d’un évènement particulier. Notre filiale Birdz fabrique ces sondes et fournit un service total, jusqu’au traitement des données sur sa plateforme » explique Boris David. « Nous installons de plus en plus de sondes multiparamétriques dans les réseaux pour détecter les anomalies : fuites, turbidité, chlore… Nous avons par exemple entièrement équipé le réseau Vienne-Briance-Gorre, près de Limoges » confirme Fabrice Nauleau pour la Saur.
Le renouvellement des conduites et des branchements a pratiquement éliminé le plomb, toxique connu, dans les réseaux publics mais le problème n’est pas totalement résolu pour autant puisque la qualité de l’eau potable se contrôle “au robinet”. « La nouvelle directive européenne abaisse encore la norme sur le plomb, or la question des réseaux privés n’est pas réglée dans les vieux immeubles. Nous, producteurs, pouvons jouer sur la qualité de l’eau et diminuer son pouvoir de dissolution du plomb. Par exemple par décarbonatation, ce qui se met de plus en plus souvent en place, et est reconnu par l’Anses dans un des ses avis » affirme Laurent Brunet (FP2E). C’est aussi au niveau des installations privées qu’apparaît un nouveau risque sanitaire : l’utilisation d’eaux alternatives, par exemple l’eau de pluie, qui peuvent se mêler à l’eau potable en cas de mauvais branchement ou de retour de pression. « C’est un risque croissant et pas toujours maîtrisé. Toutes les installations ne sont pas normées, beaucoup ne sont même pas déclarées » prévient Laurent Brunet. Et là, les producteurs d’eau potable ne peuvent rien faire.
Indétrônable chlore ?
« Nous exploitons des réseaux non chlorés en Allemagne, et l’avons déjà fait aussi en France comme à Nice. Ce n’est pas faisable partout et, même dans ce cas, il faut conserver la possibilité de chlorer en cas de besoin » insiste Boris David (Veolia). « Nous sommes soumis à une obligation de résultat. En vertu de lois relevant de la sécurité civile, voire de la programmation militaire, nous devons être en capacité de chlorer à tout moment sur injonction du préfet, dans un délai moins de 24 heures, au titre de la protection des populations » confirme Frédéric Blanchet (Astee).
« La maîtrise du taux de chlore dans le réseau est un facteur déterminant », confirme Frédéric Le Metayer, Water Market Developer chez Prominent. Un surdosage peut entraîner des risques chimiques et inversement, un manque de chlore ne met pas le réseau à l’abri d’un risque bactériologique. « Il est donc primordial d’avoir un système d’injection adapté, piloté par une régulation performante et contrôlé par une sonde de chlore fiable. Comme chaque site est différent, ProMinent privilégie une analyse avec le client pour définir la meilleure solution à mettre en place en tenant compte de toutes contraintes du site, par exemple la présence de fer et de manganèse qui nécessite une sonde de chlore spécifique. Le choix des équipements de dosage de chlore et leurs fiabilités sont également un facteur déterminant pour la sécurité du process. La particularité de ProMinent est de s’inscrire dans une démarche globale avec ses clients en proposant le matériel de dosage (pompe doseuse de javel, systèmes d’injection de chlore gazeux, générateurs de chlore par électrolyse du sel, …), les sondes de mesure et les appareils de régulation automatique. Ces solutions vont former une boucle de mesure parfaitement adaptée car issue d’une même logique de fabrication industrielle basée sur de très longues années de recherche et développement ».
