Adoucissement de l'eau

Adoucisseur pour une villa familiale

Emplacement pour le sel régénérant de l'adoucisseur d'eau d'un lave-vaisselle, à gauche en blanc, avec l'inscription "Salt" dessus.

Jeu de trois robinets à la cuisine la villa Cavrois de Croix : eau chaude, eau adoucie, eau froide.

Un adoucisseur à résine, technique traditionnelle, fonctionne grâce à des billes de résine sur lesquelles sont fixés des ions sodium (Na⁺). Les ions calcium (Ca²⁺) de l'eau dure sont échangés lors de leur passage sur la résine par les ions sodium. Lorsque tous les ions Na⁺ de la résine sont consommés, il faut régénérer l'adoucisseur. On lui apporte alors une solution saturée en sel (chlorure de sodium NaCl) dit régénérant, riche en ions Na⁺. De leur côté, les ions Ca²⁺ sont évacués à l'égout avec les eaux de rinçage. Si l'appareil est correctement réglé, il est ajouté 4,6 mg/L de sodium pour 1 °f de dureté enlevé. En sortie d'appareil, un régulateur de dureté va permettre le bon rééquilibrage du taux de calcaire. Certains modèles utilisent une alimentation électrique, d'autres utilisent la dynamique de l'eau pour entrainer les rouages dentés présents dans les deux modèles. Il faut prévoir l'apport régulier de sacs ou de blocs de sel régénérant pour alimenter ces appareils. Les sacs de sel, vendus généralement par 25 kg, ont l'avantage d'être plus économiques que les blocs et pas exclusifs au fabricant de l'appareil. Les blocs sont généralement exclusifs à une marque et ont un coût plus élevé pour un traitement équivalent. C'est ce système qui est en usage dans les lave-vaisselles courants.

La déminéralisation sur échangeur d'ions, qui peut se faire en plusieurs phases et qui est aussi utilisée pour divers types d'épuration d'eaux industrielles[7] - [8].

À chaque étape du processus, de l'eau est rejetée à l'égout, environ 10 % de l'eau consommée pour certains appareils, 8 à 9 % pour d'autres ce qui entraîne une consommation supplémentaire. Les adoucisseurs « nouvelle génération » sont plus économes en eau rejetée (2,8 %) comme les adoucisseurs sans électricité à régénération instantanée.

L'entretien chaque année, par désinfection, de ces appareils est très important pour éviter les risques réels de prolifération des bactéries[9]. L'entretien permet également d'entretenir et vérifier le bon fonctionnement des rouages dentés. En effet un blocage du mécanisme peut provoquer un mauvais traitement de l'eau (qui peut entrainer une augmentation du taux de calcaire dans l'eau ou une augmentation du taux de sodium dans l'eau), ou une perte d'eau si le système est bloqué en mode régénération des résines.

Un filtre est également très conseillé avant l'adoucisseur qui lui aussi devra être entretenu. Le filtre limite le dépôt des sédiments dans les résines de l'appareil.

L'adoucissement de l'eau par un adoucisseur à résine augmente la teneur en sodium de l'eau. Certains estiment que cette augmentation de la teneur en sodium n'est pas à considérer comme suffisante pour empêcher la consommation de l'eau adoucie[10]. Toutefois, l'OMS veut réduire de 30 % la consommation de sel de la population mondiale avant 2025, et l'augmentation de la quantité consommée est jugée néfaste pour la santé, en particulier pour le système cardio-vasculaire[11]. Certains installateurs conçoivent un circuit d'eau indépendant de l'adoucisseur pour l'eau potable à boire pour pallier cet inconvénient.

Il faut enfin noter que la norme européenne impose un taux de sodium dans l'eau potable inférieur à 200 mg/L[12]. Des tests doivent donc être effectués après la mise en place d'un adoucisseur pour valider son réglage et que le taux de sodium ne dépasse pas cette limite.Ce taux de sodium est à mettre en face des taux que l'on peut rencontrer dans les eaux en bouteille, par exemple :

Il conviendra donc de vérifier le taux de sodium mesuré par les analyses et de décider en conséquence si l'on souhaite ou peut, en fonction de sa santé, boire l'eau en sortie d'un adoucisseur.

Un adoucisseur sans sel par filtration et cristallisation fonctionne sans ajout de produit dans l'eau. Ce procédé permet de transformer le calcium du stade de calcite en aragonite, par un passage de l'eau sous pression dans de la roche volcanique et du charbon actif. Ce procédé permet d'effectuer un dégazage de l'eau en enlevant le CO₂[22], qui est l'élément nécessaire à la formation du tartre. L'aragonite est composée de cristaux de carbonate de calcium de forme géométrique régulière (aiguilles par exemple), avec un faible pouvoir d'accrochage. Ce principe agit donc sur la forme géométrique de cristallisation et assure une moindre adhérence. En effet les éléments de calcite transformés en aragonite s'enchevêtrent et forment un bloc plus volumineux[23].

C'est pourquoi les canalisations et équipements électroménagers n'ont plus de problème de tartre. L'aragonite est sous une forme de calcaire assimilable par l'homme . Ce procédé, dit d'adoucissement doux, permet de ne pas dénaturer l'eau, sans ajout de composé chimique et permet d'obtenir une eau excellente à boire, débarrassée des mauvais goûts.

Les circuits d'eau chaude munis de ces appareils vont renfermer les blocs d'aragonite qui, entraînée dans le circuit de distribution d'eau, aura tendance à se déposer dans les réchauffeurs d'eau et les points bas de l'installation. À ces emplacements est souvent prévu un purgeur pour assurer l'enlèvement des blocs, appelés aussi boues calcaires. La fréquence des interventions de nettoyage (purge) dépend de la dureté de l'eau traitée[23] et du volume d'eau utilisée.

Ce système ne nécessite ni électricité ni CO₂ pour fonctionner, et ne rejette pas d'eau comme les adoucisseurs à sel. Il est tout de même nécessaire de changer l'ensemble du filtre composé de roche volcanique et du charbon actif régulièrement pour assurer une transformation suffisante et éviter une contamination de l'eau par les sédiments déposés dans le filtre[24]. L'efficacité du filtre et donc du traitement est difficile à mesurer. La mesure d'efficacité doit se faire par un laboratoire d'analyse d'eau.

Un adoucisseur au CO₂ est un appareil qui injecte du dioxyde de carbone dans l'eau de façon proportionnelle au débit. Ce CO₂ va entrer en réaction avec l'eau et le calcaire, donc les carbonates de calcium et magnésium, en transformant ceux-ci en bicarbonates de calcium et magnésium, solubles dans l'eau[25] - [5], tout ceci sans déminéraliser l'eau. Bien réglé, tous les carbonates, et donc le calcaire, sont transformés. Il n'y a donc plus de calcaire dans l'eau et tous les minéraux sont conservés. L'eau devient totalement douce, respecte la peau, la santé et les installations. Le dosage du CO₂ permet de régler avec précision le pH de l'eau en le rendant plus neutre (7,0)[26].

À la différence du système à résine ou à filtre, l'eau ne stagne pas (donc moindre risque bactériologique) et ne contient pas de sodium (composant du sel), généralement mauvais pour la santé et corrosif.

Ce système ne nécessite pas de régénération et ne provoque ni rejet ni surconsommation. Une alimentation électrique est nécessaire pour le fonctionnement. Il faut prévoir le remplacement de la bouteille de CO₂ pour un volume de 100 m³ d'eau traité. Une famille de quatre personnes consomme en moyenne 150 m³[27] d'eau par an. Les minéraux sous forme de bicarbonates sont nécessaires aux différents éléments de notre corps et qui garantissent l'équilibre de notre organisme[28] ce qui n'est pas le cas des carbonates, ne s'incrustent pas et ne se transforment pas en tartre.

Unité de décarbonatation par électrolyse du Blagour du Soulier (Chasteaux, Corrèze).

C'est l'une des formes d'adoucissement de l'eau (et la plus commune). Elle vise à rendre l’eau moins calcaire en y prélevant les carbonates. Cette opération peut se faire en amont (« adoucissement centralisé »[29] au niveau de l'usine de potabilisation ou dans l'unité de pompage, pré-traitement et distribution) ou en aval (chez le consommateur).

L'adoucisseur à polyphosphates contient des cristaux de polyphosphates dans une cartouche. Ces derniers vont se fixer sur le calcaire et diminuer ainsi sa capacité à se fixer dans les canalisations[5]. Le calcaire neutralisé par le polyphosphate n’interagit plus avec la lessive.

L’adoucisseur d'eau au polyphosphate n'enlevant pas le calcaire de l'eau, ce dernier se dépose toujours sur les parois de douches et sur la robinetterie.

Les adoucisseurs magnétiques et électromagnétiques reposent respectivement sur la formation d'un champ magnétique et sur l'émission d'ondes électromagnétiques de très faible intensité[5]. Leur efficacité est très mauvaise[5]. Certains systèmes électromagnétiques peuvent rendre l'eau douce par micronisation des composants calcaires en aragonite, phase non incrustante de la calcite. Ils peuvent modifier les ions fer en inhibant la corrosion des métaux. Pouvant même détartrer les tuyauteries et équipements, les émissions électromagnétiques se propagent dans l'eau et peuvent parcourir de longues distances. Sur le réseau d'eau potable, une commune espagnole équipée d'un appareil électromagnétique anti-calcaire a pu faire tester le signal électromagnétique ayant pu atteindre jusqu'à dix-sept kilomètres. Certains appareils peuvent réduire considérablement le risque microbiologique présent dans les canalisations et conduites d'eau par suppression des biofilms avec diverses explications, micro-peroxydation de l'eau, moins d'affinités dans le milieu pour le biofilm, tuyauterie moins calcaire présentant moins d'habitats ou de cache pour leur développement cellulaire permettant de les arracher du milieu par simple débit de l'eau[30].

• (en) J. Nanzer et F. Cœuret, Adoucissement de l'eau à l'aide du réacteur électrochimique à film ruisselant, Journal of Applied Electrochemistry, vol. 22, n^o 4, 364-368, DOI 10.1007/BF01092690 (Résumé).
• Tous à l'eau douce, Eau services, mai 2016