PRINCIPE DU TRAITEMENT DE L’EAU PAR ADOUCISSEUR
L’adoucissement de l’eau consiste à échanger les ions calcium et magnésium,
peu solubles et qui réagiraient avec les carbonates de l’eau pour former du
calcaire, contre les ions sodium qui sont parfaitement solubles dans l’eau. On
nomme cette opération « échange ionique ».
L’échange ionique de l’adoucissement est réalisé par le passage de l’eau
sur un support solide : la résine. Il s’agit d’une résine
cationique forte porteuse d’ions sodium. Elle se présente sous forme de
billes poreuses de 0,2 à 3 mm de diamètre et de densité réelle légèrement
supérieure à celle de l’eau. Celle-ci a beaucoup plus d’affinité pour les
ions calcium et magnésium que pour les ions sodium dont elle est chargée à
l’origine.
Lorsque cette résine est mise en contact avec de l’eau dure contenant des
ions calcium et magnésium ces derniers se fixent sur la résine en prenant la
place des ions sodium qui y étaient à l’origine. Ces ions sodium sont libérés
dans l’eau en lieu et place des ions calcium et magnésium. L’eau qui a
ainsi percolé de haut en bas sur un lit de résine va céder tous les ions
calcium et magnésium qu’elle contenait. Sa dureté tend donc vers zéro.
Lorsque la résine a cédé tous les ions sodium dont elle était chargée,
l’échange d’ions ne peut plus se faire. La résine est dite « saturée »,
les ions calcium et magnésium ne peuvent plus y être fixés, et l’eau qui
sort du lit de résine est aussi dure que celle qui y rentre.
Il est possible de chasser les ions calcium de la résine et de les
remplacer par des ions sodium, c’est à dire de redonner à la résine sa forme
d’origine. Cette opération est appelée « régénération ». Pour
« régénérer » la résine saturée, il suffit de la mettre en contact avec
une solution très riche en ions sodium.
Dans la pratique, on utilise une solution concentrée de chlorure de sodium,
appelée «Saumure», obtenue par dissolution dans de l’eau de sel raffiné
commercialisé sous forme de pastilles ou de granulés. Comme la résine a
plus d’affinité pour le calcium et le magnésium que pour le sodium, on est
obligé, pour régénérer la résine, d’utiliser un excès de sodium.
POUVOIR D’ÉCHANGE DES RÉSINES ÉCHANGEUSES D’IONS
La quantité d’ions calcium et magnésium qu’une résine peut fixer s’appelle
le « pouvoir d’échange ». Ce pouvoir d’échange s’exprime en
degrés français de dureté par m3 d’eau et par litre de résine ou bien en degrés
litres d’eau par litre de résine ou bien encore en équivalents par litres de
résine.
1 °F. M3 /L = 1000°F. L/L = 0,2 ÉQ/L
1 ÉQ/L = 5°F. M3 /I = 5000°F. L/L
Toutes les résines agrées par le ministère de la santé pour l’adoucissement
des eaux destinées à la consommation humaine ont pratiquement le même pouvoir
d’échange. Ce pouvoir d’échange est fonction de la quantité de sodium
fixée sur la résine lors de sa régénération. Or, cette quantité de sodium
fixée sur la résine après régénération dépend de la quantité d’ions sodium
utilisée pour régénérer la résine, et dans la pratique, du poids de
sel. Le pouvoir d’échange maximum d’une résine est de l’ordre de 12°f/m3
par litre de résine. Pour obtenir un tel pouvoir d’échange il faut
utiliser près de 2.000 grammes de sel par litre de résine.
Dans la pratique, et pour des raisons économiques, on ne cherche pas à
utiliser la totalité de ce pouvoir d’échange théorique. C’est ainsi que
les résines sont exploitées à des pouvoirs d’échange qui vont de 4 à 6°f.m3 par
litre de résine.
Le tableau ci-dessous indique les valeurs usuelles moyennes en traitement
d’eau domestique :
FONCTIONNEMENT D’UN ADOUCISSEUR : LES DIFFÉRENTS
CYCLES
Le « cycle » d’un adoucisseur est le volume d’eau adoucie qu’il est
possible d’obtenir entre deux régénérations. Ce cycle se calcule par la formule
simple suivante :
CYCLE = POUVOIR D’ÉCHANGE DE L’APPAREIL / DURETÉ DE L’EAU
Si la dureté de l’eau est exprimée en °f et le pouvoir d’échange en °f.m3
Cycle en m3 = Pouvoir d’échange de l’appareil en °f.m3 / Dureté de l’eau en °f
QUELLES SONT LES ÉTAPES DE RÉGÉNÉRATION D’UN
ADOUCISSEUR D’EAU ?
Pour les adoucisseurs traditionnels une régénération comporte les phases
suivantes :
DÉTASSAGE
Cette opération a pour but premier, comme son nom l’indique, de détasser la
résine et éviter un accroissement régulier de la perte de charge. Elle aura
comme effet secondaire de débarrasser les couches supérieures du lit de résine
des impuretés solides qui, apportées par l’eau dure, auraient été retenues par
la résine, agissant vis à vis de ces particules solides comme un filtre.
SAUMURAGE
C’est la phase de régénération proprement dite, puisque c’est au cours de
celle-ci que l’on fait percoler la saumure sur la résine (de bas en haut ou de
haut en bas suivant le type de matériel). La saumure, préparée à l’avance dans
le « bac à sel », est transférée de celui-ci vers le lit de résine par un hydro
éjecteur.
La phase de saumurage est aussi appelée « aspiration de saumure » pour
cette raison. Pour obtenir une bonne régénération, le saumurage doit se faire à
faible débit (de 8 à 12 l/h par litre de résine en général).
RINÇAGE LENT
Opérée également à faible débit, cette phase a pour but de déplacer la
saumure sur la totalité du lit de résine et d’éliminer la quasi-totalité de l’excès
de sel.
RINÇAGE RAPIDE
Certains appareils commercialisés ne comportent pas cette phase qui
s’effectue à fort débit, et qui a pour but de chasser les dernières traces de
saumure qui persistent dans l’appareil en fin de rinçage lent.
REMISE EN SERVICE
C’est le plus souvent au début de la phase de service qu’un retour d’eau
est effectué vers le bac à sel, afin de préparer la saumure nécessaire à la
régénération suivante.
Le passage d’une phase à l’autre s’effectue automatiquement par action d’un programmateur.
Le passage d’une phase à l’autre s’effectue automatiquement par action d’un programmateur.
Pendant toutes les phases de régénération l’appareil ne peut pas délivrer
d’eau douce. De façon à ne pas priver l’utilisateur d’eau pendant les
régénérations, les appareils sont équipés d’un by-pass interne automatique.
LES DIFFÉRENTS MODES DE RÉGÉNÉRATION
Quatre modes de déclenchement automatique sont proposés sur le marché :
·
MODE
CHRONOMÉTRIQUE
Dans ce mode c’est une
pendule, électromécanique ou électronique, qui déclenche (à une heure fixe ou
réglable) les régénérations avec choix, soit des jours de la semaine, soit du
nombre de jours entre deux régénérations. Ce mode simple, économique, ne
peut pas s’adapter à des consommations très variables, mais permet de
programmer les régénérations à une heure de soutirage faible ou nul.
·
MODE VOLUMÉTRIQUE
Dans ce mode, un
compteur d’eau enregistre les consommations et déclenche une régénération
lorsque le cycle est épuisé. S’il a l’avantage de bien s’adapter à des
consommations très variables, ce mode a le gros inconvénient de toujours
déclencher une régénération lors d’un soutirage.
·
MODE
VOLUMÉTRIQUE ET CHRONOMÉTRIQUE COMBINÉS
Ce mode associe une
pendule qui fixe une heure possible pour une régénération et un compteur qui
active la fonction de la pendule lorsque le cycle a été réellement utilisé. Ce
mode permet de faire des régénérations retardées (systèmes électromécaniques)
ou mieux anticipées (systèmes électroniques). La microélectronique permet
aujourd’hui de déclencher des régénérations anticipées après comparaison entre
le volume d’eau restant disponible et la consommation moyenne statistique du
jour qui va suivre.
·
MODE
VOLUMÉTRIQUE PROPORTIONNEL
Dans ce mode, un
système électronique calcule le taux de saturation des résines et permet une
régénération à heure choisie, tenant compte de l’épuisement des résines. Les
consommations d’eau et de sel sont alors proportionnelles au taux de
saturation.
L’ENTRETIEN D’UN ADOUCISSEUR D’EAU
Un adoucisseur doit être entretenu au moins une fois par an par un
professionnel.
Au même titre qu’une chaudière, un adoucisseur d’eau doit être entretenu
régulièrement, au minimum une fois par an, en habitat individuel. Le technicien vérifiera les données entrées dans
l’électronique de l’adoucisseur, procédera à un nettoyage du bac à sel, à un
nettoyage des résines et à un contrôle hydraulique des cycles. Ce contrôle
annuel a pour but d’éviter une dégradation de l’appareil, de garantir un bon
fonctionnement tout au long de l’année et de maintenir la qualité
bactériologique de l’eau potable alimentant l’adoucisseur.
Le remplacement des cartouches de pré-filtration et/ou l’éventuel
approvisionnement en sel doivent être effectués selon le type d’adoucisseur et
les fréquences recommandées par le constructeur de l’appareil.