Fiche Résumé 05-AEP-03

Les algues, contenues dans les eaux naturelles riches en nutriments et exposées à la lumière du soleil, peuvent se multiplier pour atteindre de fortes concentrations. Ce phénomène, désigné sous le nom de bloom algal, est de plus en plus fréquent et certaines espèces rencontrées sont nouvelles pour nos rivières. Ce qui est également nouveau, c’est que désormais les algues traversent les filières de production d'eau potable menaçant ainsi les usines de fermeture.

D’une façon générale, les algues sont problématiques car elles provoquent non seulement des dysfonctionnements à différents niveaux de la chaîne de traitement (difficultés de floculation, colmatage des filtres) mais aussi un risque de libération de toxines algales le long de la filière, une apparition de goûts et odeurs et un développement de micro-organismes, le tout entraînant une dégradation de la qualité de l'eau potable. Parmi les toxines, la microcystine fait l'objet d'une norme réglementaire et ne doit pas dépasser 1 µg/l.

L’objectif de ce travail est d’étudier la traitabilité de micro-algues en reproduisant en laboratoire une filière de production d’eau potable. Ces tests de laboratoire constitueront un outil qui permettra de définir les conditions opératoires les mieux adaptées à la lutte contre les différents types d'algues rencontrés sur les usines d'eau potable. Le devenir des toxines devra être pris en compte, leur concentration extracellulaire ne devant pas être accrue par la libération de variétés intracellulaire du fait de la lyse des cellules au cours de la potabilisation.

Une enquête de terrain et une étude bibliographique ont tout d'abord été réalisées pour établir un constat sur les différentes espèces d'algues et de toxines présentes avant et après le traitement, leurs concentrations et leurs caractéristiques physico-chimiques. Puis des tests de traitabilité, représentatifs de différentes étapes de traitement (sulfate de cuivre, préozonation, clarification, filtration sur sable), ont été menés pour évaluer l'influence des conditions opératoires (nature et taux de coagulant, taux d'ozonation…) sur l'élimination des différentes espèces rencontrées et sur la libération de leurs toxines.

Deux algues ont été sélectionnés du fait de leur présence sur les filières de traitement : une cyanobactérie Planktothrix agardhii, et une algue verte Scenedesmus obliquus. Planktothrix est une filamenteuse d’environ 100 µm munie de vacuoles ; Scenedesmus est formée de 2 à 8 cellules linéaires dont la longueur est de 6 à 15 µm. Les essais ont été réalisés en laboratoire sur des algues de culture.

Les résultats obtenus permettent de dégager les conclusions suivantes :
- la préozonation ou le sulfate de cuivre en tête d’usine altère peu les cellules de Scenedesmus contrairement à celles de Planktothrix qui libèrent alors des microcystines indésirables ; l’ozone et le sulfate de cuivre qui visent à optimiser la décantation et la durée des cycles de filtration pourront donc être utilisés sans problème dans le cas de Scenedesmus ; dans le cas de Planktothrix, le sulfate de cuivre ne sera pas sans danger et l’ozone pourra être utilisé (mais avec prudence) car il permet néanmoins une forte élimination des microcystines pour de faibles taux de traitement ;
- la floculation/décantation s’est avérée être une étape essentielle dans l’élimination des algues ; Scenedesmus et la chlorophylle A associée sont très bien éliminées (presque à 100 %) ; Planktothrix est moins bien éliminée car difficilement décantable étant donné sa morphologie lui conférant une faculté naturelle à flotter ; les rendements d’élimination de Planktothrix obtenus avec le chlorure ferrique seul sont tout de même de l’ordre de 75 % et ce chiffre peut éventuellemnt être amélioré en appliquant un taux de traitement plus élevé ; les réactifs les plus efficaces sont par ordre décroissant : FeCl3 > FeCl3+polyamine, FeCl3+polydadmac > WAC®.
- la flottation s’est révélée sans effet non seulement sur Scenedesmus mais aussi sur Planktothrix dont les vacuoles gazeuses laissaient espérer une grande flottabilité ; ce procédé devrait certainement pour plus d’efficacité être mis en oeuvre avec des floculants ;
- la filtration sur sable a permis d’éliminer quasi totalement Scenedesmus alors que Planktothrix ne l’a été qu’à 50 %.

Globalement, ces conclusions font apparaître que l’efficacité des traitements testés dépend de l’espèce d’algues à éliminer, Planktothrix étant globalement plus difficile à éliminer et avec plus de risque de libération de toxines. Il apparaît également que même pour les algues les moins rebelles, une seule étape de traitement ne suffit pas à les éliminer totalement. Le concept multibarrière s’impose donc en période de bloom algal pour l’obtention d’un rendement maximal d’élimination associé à un risque minimal de libération de toxines.

En terme de méthode, les tests mis en oeuvre en laboratoire constituent une aide précieuse dans l’étude du comportement des algues sur une filière de potabilisation et dans l’optimisation des conditions de traitement. D’autres algues génantes lors de la potabilisation de l’eau pourront alors être testées de cette façon.