• Méthodes de traitement d’eau



    La désinfection de l’eau peut ne pas être exigée si celle-ci provient d’une zone dont
    la qualité est telle que les mollusques bivalves qui y sont produits et récoltés peuvent
    être directement commercialisés pour la consommation humaine (Zones classées A
    dans l’UE, Zones approuvées aux États-Unis) et si le système de purification adopté
    est à circuit ouvert. Dans de telles circonstances, la désinfection fournira une garantie
    supplémentaire contre des contaminations occasionnelles ainsi qu’une protection
    contre celles dues aux pathogènes naturellement présents dans l’eau de mer comme les
    vibrions. Si le lieu de production et de récolte des coquillages se trouve dans une zone
    dont la qualité d’eau est moins bonne ou si le système de purification adopté est fermé,
    la désinfection de cette eau et/ou de l’eau recyclée est nécessaire de façon à inactiver les
    pathogènes qui peuvent s’y trouver. A partir de 5 unités de turbidité néphélométriques
    (UTN) (approximativement 15 mg/l de matières solides en suspension) une atténuation
    des UV se produit. L’US NSSP indique cependant une limite de turbidité de 20 UTN.
    Il faut prendre garde à ce que le système UV fonctionne de façon efficace et que les
    particules de matière ne s’accumulent pas dans d’autres parties du système, par exemple
    au niveau des débitmètres. Le Tableau 6.1 compare les avantages et les inconvénients des
    trois principales méthodes de désinfection.
    Tableau 6.1: Comparaison des trois principaux systèmes de désinfection de l’eau
    Opérations Lumière ultraviolette Chlore/composés chlorés Ozone
    Investissement initial faible modéré élevé
    Frais d’exploitation très faibles faibles élevés
    Installation simple complexe complexe
    Entretien facile modéré difficile
    Frais d’entretien faibles moyens élevés
    Résultats excellents croissance possible peu fiables
    Limpidité de l’eau élevée faible moyenne
    Effets virucides efficaces très limités efficaces
    Dangers pour le
    personnel
    modérés (yeux,
    peau)
    élevés modérés
    (oxydant)
    Produits chimiques
    toxiques
    aucun oui oui
    Effets résiduels aucun oui quelques-uns
    Effets sur l’eau aucun trihalométhanes sous-produits
    toxiques
    Problèmes de
    fonctionnement
    très peu modérés nombreux
    Temps de contact 1 à 5 secondes 30 à 60 minutes 10 à 20 minutes
    Effets sur les coquillages aucun irritants oxydants
    Source: Zinnbauer, Pharmaceutical Engineering, mars-avril 1985.
    36 Purification des coquillages bivalves: aspects fondamentaux et pratiques
    Un traitement supplémentaire peut être appliqué à l’eau de mer recyclée (et en particulier
    réutilisée) pour réduire la concentration en sous-produits métaboliques provenant des
    mollusques bivalves (protéines, ammoniaque). Il comprend des écumeurs à protéines et
    des biofiltres. Ces équipements devraient être utilisés et entretenus en respectant leurs
    modes d’emploi ou les recommandations techniques du fabricant. Comme pour tous
    les autres systèmes de traitement, une quantité et une circulation suffisantes d’eau sont
    nécessaires. Les biofiltres devraient être placés avant le processus de désinfection de
    l’eau. Cela garantit d’une part que les désinfectants chimiques résiduels ne désactivent
    les micro-organismes dans les biofiltres et d’autre part que les micro-organismes relâchés
    par le ou les filtres (notamment des pathogènes comme les vibrions) sont inactivés avant
    d’atteindre les coquillages. Placer des écumeurs avant la désinfection réduit aussi les
    interférences entre les sous-produits et le processus de désinfection.
    Il est donc nécessaire de placer les divers composants des systèmes de traitement de
    l’eau en respectant un ordre logique de façon à optimiser la performance de chaque
    équipement et de l’ensemble du système. On devrait connaître les résultats attendus de
    chaque composant (par ex. la dose cible du processus de désinfection) et chaque unité
    devrait fonctionner et être entretenue selon les instructions du fabricant.

    6.1 SÉDIMENTATION ET FILTRATION
    Il s’agit de deux approches traditionnelles qui visent à réduire la turbidité de l’eau
    utilisée pour la purification.
    Sédimentation
    La sédimentation est plus appropriée dans les systèmes à circuit fermé car d’importants
    volumes d’entreposage seraient nécessaires pour mettre en oeuvre dans les systèmes à
    circuit ouvert. Réalisée dans de grands bassins pendant des périodes pouvant durer
    jusqu’à une journée (en général 12 heures ou plus), son but est de recueillir les grosses
    particules et celles de taille moyenne qui tombent au fond des bassins. Il est important
    que l’eau de mer ne soit pas agitée durant cette opération afin de ne pas provoquer
    une nouvelle suspension des particules. Les particules les plus fines ne se déposent
    cependant pas au fond du bassin et ce procédé n’est donc pas totalement efficace. Après
    la phase de sédimentation, l’eau qui sert au remplissage du système de purification
    devrait être retirée à partir d’un robinet d’arrêt placé quelques centimètres au-dessus
    du fond du bassin de façon à ne pas agiter les
    matières sédimentées. Pour la même raison, le
    débit de l’eau doit rester relativement faible.
    Les bassins de sédimentation devraient être
    placés avant l’unité de purification à circuit
    fermé et l’eau recyclée ne doit pas revenir
    dans le bassin de sédimentation. On devrait
    aussi disposer d’un autre orifice d’évacuation
    à la base du bassin pour que ce dernier soit
    régulièrement vidé et totalement nettoyé. Si
    l’eau ainsi traitée est conservée plus d’une
    journée avant d’être utilisée, elle devrait être
    pompée à l’aide d’un dispositif à petit circuit,
    de préférence via une lampe à UV, pour éviter
    qu’elle perde de sa fraîcheur. Dans ce cas,
    l’entrée, la sortie et le débit de l’eau doivent
    être tels qu’ils empêchent toute nouvelle
    suspension des matières sédimentées. La
    Figure 6.1: Bassin de sédimentation utilisé
    pour clarifier l’eau de mer

    Chapitre 6 – Méthodes de traitement d’eau 37
    Figure 6.1 présente le dessin d’un
    bassin de sédimentation simple.
    Filtration
    La filtration peut être adoptée dans les
    systèmes à circuit fermé comme dans
    ceux à circuit ouvert. Dans les premiers,
    son utilisation dépend cependant du
    débit maximal de l’eau permis par
    l’unité filtrante. Les filtres sont utilisés
    avant le processus de désinfection.
    Dans les unités à circuit fermé, ils
    doivent être placés sur la tuyauterie
    d’amenée d’eau et non dans le système
    même, sinon, des bactéries et d’autres
    micro-organismes se développent sur le matériel de filtration et deviennent une source
    potentielle de contamination dans le système.
    On utilise traditionnellement des filtres à sable. Ces filtres sont efficaces pour éliminer
    des particules relativement petites mais doivent être conçus et entretenus avec soin pour
    rester efficaces. Leurs capacités sont relativement limitées en ce qui concerne le débit
    de l’eau. Ces unités filtrantes devraient être obtenues auprès des entreprises qui les
    commercialisent ou réalisées en respectant les spécifications publiées. Les instructions
    en matière de nettoyage et d’entretien fournies par le fabricant ou leur concepteur
    devraient être respectées à la lettre. La Figure 6.2 présente un filtre à sable sous pression
    placé dans un système de purification avec une désinfection par UV.
    D’autres types de filtres peuvent aussi être efficaces, notamment ceux avec des
    cartouches remplaçables ou avec des unités faciles à nettoyer. Il est important que
    ces dernières soient réalisées avec des matériaux qui empêchent le développement des
    micro-organismes. Une nouvelle fois, il est indispensable de respecter à la lettre les
    instructions du fabricant en matière de nettoyage et d’entretien (notamment en ce qui
    concerne le remplacement des cartouches s’il y a lieu).
    En Malaisie, l’eau de mer utilisée pour la purification ne subit aucun traitement. Elle
    est filtrée jusqu’à 1 μm pour éliminer
    les particules en suspension ainsi que
    la faune et la flore vivant dans l’eau
    (Aileen Tan Shau-Hwai, témoignage
    personnel). D’un point de vue
    microbiologique, ce procédé élimine
    les bactéries et les virus associés à des
    particules mais pas les virus libres.

    6.2 LUMIÈRE ULTRAVIOLETte
    Le traitement de l’eau de mer par
    rayonnement ultraviolet (UV)
    peut être utilisé aussi bien dans les
    systèmes à circuit fermé que dans
    ceux à circuit ouvert. Dans les systèmes
    de purification, on a communément
    recours à des lampes basse pression
    Figure 6.2: Filtre à sable sous pression utilisé dans
    un système de purification
    Alessandro Lovat elli (FAO)
    Figure 6.3: Unité de traitement UV reliée au système
    de purification d’un petit bassin peu profond
    Cefa s (UK Crown Copyright)
    Clave: SB = Interrupteurs (permettant de contrôler
    l’appareil de chauffage/refroidissement, la
    pompe et l’unité de traitement UV)
    U V = U nité de traitement UV
    U VPS = Bloc d’alimentation UV
    38 Purification des coquillages bivalves: aspects fondamentaux et pratiques
    dont la principale émission devrait être comprise dans le spectre des rayons ultraviolets
    (entre 200 et 280 nm avec un pic bactéricide à une longueur d’onde de 254 nm) dans
    un but de désinfection. Une unité à lampe unique se compose d’un tube contenant une
    lampe à UV placée dans une gaine de quartz. L’eau circule dans l’espace compris entre
    le tube et la gaine.
     un tel appareil placé sur le système de purification d’un petit
    bassin peu profond (on peut également voir le débitmètre linéaire à gauche de l’unité de
    traitement UV). ou deux grandes unités de traitement
    UV qui fonctionnent dans une grande station de purification (on peut aussi voir au
    bout de la pièce un écumeur à protéines avec ozonateur). L’unité établit par conséquent
    une distance maximum fixée pour le rayonnement de la lumière UV qui correspond à
    la distance radiale entre l’extérieur de la gaine en quartz et l’intérieur du tube externe.
    Avant le développement de telles unités à tube clos, les systèmes de purification ayant
    recours aux UV étaient installés avec des lampes situées au-dessus de l’eau circulant
    dans une auge peu profonde ou au-dessus d’un déversoir (unités Kelly-Purdy). Ces
    installations ne sont cependant pas aussi efficaces et aussi sûres que les systèmes clos.
    Leur utilisation n’est donc pas recommandée.
    Une dose minimum de 10 mW/cm²/sec est considérée comme appropriée dans des
    systèmes à circuit fermé. Cela équivaut à une lampe de 30 W pour un système contenant
    2 200 litres d’eau de mer. Les fabricants des unités de traitement UV indiquent avec quel
    débit maximum leur appareil peut être utilisé.
    L’efficacité de l’émission d’UV dans la fourchette ciblée baisse à l’usage. Les fabricants de
    lampes UV tendent à indiquer une durée de vie qui correspond à une efficacité restante
    de 80 pour cent par rapport à l’original. Il s’agit de l’émission d’UV estimée à la fin de
    la vie nominale des lampes qui devrait être utilisée pour déterminer la taille de l’unité de
    traitement UV nécessaire pour un système donné. La lampe GE G55T8/HO 55W a par
    exemple une durée de vie utile de 8 000 heures pendant laquelle l’émission nominale sera
    de 44 W. Les lampes doivent être remplacées à la fin de leur durée de vie estimée même
    si elles continuent à fonctionner afin de garantir une émission correcte d’UV. Il est donc
    essentiel que chaque lampe soit installée avec un mécanisme automatique qui permet
    Figure 6.4: Deux imposantes unités de traitement UV installées dans une grande station de purification

    Chapitre 6 – Méthodes de traitement d’eau
    d’enregistrer depuis combien de temps elle fonctionne ou bien il faut tenir un registre
    à ce sujet. Il faudrait encore souligner que la durée de vie des lampes est généralement
    estimée sur la base d’un fonctionnement continu et que le fait de les allumer et de les
    éteindre réduit leur durée de vie réelle.
    La dose de rayonnement UV effectivement appliquée à l’eau de mer dépend d’un certain
    nombre de facteurs. La transmissivité du milieu, c’est-à-dire dans ce cas la capacité des
    UV à passer à travers l’eau de mer, entre notamment en jeu. Cette transmissivité dépend
    à son tour de plusieurs facteurs comme la turbidité et la présence de sels inorganiques
    dissous ou de matières organiques. La quantité d’UV effectivement appliquée à l’eau
    de mer dépend aussi de l’état de propreté de la gaine en quartz qui contient la ou les
    lampes. La concentration de matière sur la gaine réduit nettement la quantité d’UV
    qui passe à travers et il est par conséquent nécessaire de la nettoyer régulièrement en
    respectant les indications du fabricant. Tous les produits et matériaux adoptés au cours
    du processus de nettoyage devraient être agréés pour un usage dans des établissements
    de production alimentaire et les unités devraient être parfaitement rincées selon les
    modalités indiquées.

    Le dosage des UV peut être estimé soit à partir de la dose appliquée (généralement
    calculée à partir de l’émission de la lampe – théorique ou mesurée) et de la transmissivité
    de l’eau de mer, soit comme la dose reçue (mesurée sur la paroi du tube contenant la
    lampe). Dans la pratique, les résultats des dispositifs permettant de mesurer la dose
    d’UV varient considérablement et le meilleur moyen pour déterminer la dose requise est
    de se baser sur la performance théorique de la lampe et de contrôler autant que possible
    la transmissivité de l’eau (par ex. grâce à des systèmes de sédimentation/filtration).
    Les radiations UV peuvent être nocives pour les yeux et pour la peau. L’utilisation
    de lampes scellées dans des unités opaques permet de protéger le personnel des
    rayonnements. Certaines unités ont des embouts transparents qui permettent de voir si
    elles fonctionnent ou non. Sans cela, on doit disposer d’autres indicateurs pour savoir
    si la lampe est en marche de façon à pouvoir vérifier son fonctionnement au début de la
    purification et régulièrement pendant le cycle. Constater que la lampe fonctionne NE
    signifie PAS que l’émission d’UV est satisfaisante. Il est donc nécessaire de contrôler
    son utilisation et de la remplacer au bout du nombre d’heures indiqué, que celle-ci
    fonctionne ou non.

    Lors du démontage et du remontage des unités de traitement UV au cours du nettoyage
    ou du remplacement de la lampe, les indications du fabricant doivent être respectées
    scrupuleusement pour que cette dernière ne soit pas endommagée et pour que l’eau
    n’entre pas en contact avec les installations électriques.

    6.3 CHLORE ET COMPOSÉS CHLORÉS
    Le chlore a été l’un des premiers moyens utilisés pour désinfecter l’eau en vue de la
    purification. Quand il est utilisé avec de l’eau de mer contenant des quantités faibles
    à modérées de sédiments et de matières organiques, c’est une substance bactéricide
    efficace. Son efficacité contre les virus prête cependant encore à discussion.
    En plus du chlore, on utilise en général une solution d’hypochlorite de sodium même
    si des composants générant du chlore et du gaz de chlore peuvent être utilisés (NB:
    ce dernier est dangereux). Au Japon, certaines stations ont recours à une électrolyse
    continue de l’eau de mer pour générer du chlore.

    40 Purification des coquillages bivalves: aspects fondamentaux et pratiques
    En vue de la purification, on utilise normalement une quantité de 2 ou 3 mg/l de chlore
    libre pendant une durée de contact d’au moins une heure. Au Maroc, les autorités
    compétentes précisent que la concentration maximum de chlore libre est de 3 mg/l et
    que ce produit doit rester en contact avec l’eau pendant au moins une heure.
    La quantité de la solution de chlore nécessaire peut être déterminée en utilisant la
    formule suivante:
    Volume à ajouter (litres) =
    concentration finale requise (mg/l) x volume du bassin (litres)
    concentration de la solution à disposition (mg/l)
    Pour obtenir une concentration finale de 3 mg/l dans un bassin d’un volume de 1 000
    litres avec une solution d’une concentration à 10 pour cent (100 000 mg/l) de chlore
    libre, il faut ainsi:
    Volume à ajouter (litres) = 3 x 1 000
    100 000
    = 0.03 litres
    = 30 ml
    Avant son utilisation, il est nécessaire de réduire
    le chlore libre dans l’eau à une teneur inférieure
    à 0,1 mg/l. Sinon, les coquillages n’auront pas
    l’activité physiologique attendue et la purification
    sera moins efficace. Cette réduction est obtenue
    avec un ajout de thiosulfate de sodium. Les
    sous-produits qui se forment au contact avec les
    matières organiques dans l’eau de mer constituent
    aussi un problème car ils peuvent être accumulés
    par les coquillages et représenter des risques à
    long terme pour la santé humaine.

    Au Japon, on utilise un électrolyseur  pour la chloration de l’eau d’entrée qui
    contient entre 3,0 et 3,3 pour cent (30 à 33 ppm)
    de NaCl. Ce dernier se décompose lors de son passage sur l’électrode. Normalement,
    on utilise entre 0,2 et 0,3 mg de chlore par litre pour la désinfection. Cette concentration
    ne révèle pas la toxicité des huîtres mais s’avère être efficace pour inactiver E. coli,
    V. parahaemolyticus et le calicivirus félin (CVF), un substitut de norovirus.

    L’ozone est très efficace pour l’inactivation des bactéries et des virus. Il peut être obtenu
    à l’état gazeux en bonbonnes ou bien être produit sur place grâce à des décharges
    électriques de haute intensité ou au moyen de rayonnements UV (le pic est alors atteint
    à une longueur d’onde de 185 nm et non à 254 nm comme pour la désinfection). L’ozone
    est ensuite introduit dans l’eau de mer grâce à un diffuseur pour être bien mélangé.
    Le recours à l’ozone pour la désinfection de l’eau est relativement cher et ce gaz est très
    toxique. Il faut donc respecter des règles strictes en matière de sécurité. Pour traiter l’eau
    de mer par lots, on peut utiliser de l’ozone dont la concentration ne dépasse pas 0,5 mg/l
    (de façon à minimiser la production de bromate – voir ci-dessous) pendant une durée
    pouvant aller jusqu’à 10 minutes. Cette opération est réalisée dans un bassin différent
    Figure 6.5: Électrolyseur avec débitmètre
    utilisé pour la purification des huîtres



    Chapitre 6 – Méthodes de traitement d’eau
    de ceux utilisés pour la purification et l’ozone résiduel doit être éliminé de l’eau de mer
    par aération avant l’utilisation de cette dernière pour éviter tout effet négatif sur les
    animaux.
    L’utilisation d’ozone pose aussi problème pour deux autres raisons. La première est que
    le contact de l’ozone avec l’eau de mer produit du bromate potentiellement cancérigène.
    Le deuxième sujet de préoccupation est que des quantités résiduelles d’ozone peuvent
    provoquer la réduction ou même l’arrêt de l’activité des coquillages, ce qui limite
    l’efficacité du processus de purification.

    6.5 IODOPHORES
    Des systèmes utilisant des iodophores ont aussi été développés par le passé en Italie
    et il y a eu des tentatives de commercialisation de ces derniers dans d’autres pays.
    L’intention est qu’en plus de désinfecter l’eau pour la purification, de faibles niveaux
    d’iodophores dans le système digestif des coquillages aient un effet bactéricide direct,
    y compris virucide. Des préoccupations ont cependant été exprimées quant à l’ampleur
    de leur activité contre les virus. Les systèmes aujourd’hui prépondérants en Italie sont
    ceux qui ont recours à l’ozone ou aux UV.
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