Fiche Résumé 07-AEP-06

Lors de la potabilisation de l'eau, la filtration est le procédé clé pour éliminer les micro et macro-organismes de toutes sortes (bactéries, protozoaires, vers, crustacés, larves d'insectes…) présents dans la ressource. Mais la colonisation des média filtrants par ces organismes (pathogènes ou non) est un cas fréquemment rencontré. Selon le type d'organismes présents, cette colonisation peut être considérée comme un problème sanitaire, esthétique ou organoleptique, ou bien à l'inverse comme un bienfait lorsqu'une action de biodégradation de la pollution est observée. Quoiqu'il en soit, une des conséquences principales est le colmatage des filtres par la biomasse et une perte d'efficacité du traitement. Par ailleurs, ces organismes, dont certains sont sous forme de kyste, présentent des résistances aux désinfectants, et au chlore en particulier, très variables d'un groupe à l'autre.

L'objectif de l'étude est donc de contrôler le développement de ces organismes dans les média filtrants et d'optimiser leur rétention en définissant des protocoles curatifs et/ou préventifs de lavage ou de désinfection des filtres utilisés dans le domaine du traitement des eaux. Ces protocoles devraient ainsi permettre aux exploitants de filière de production d'eau potable de réduire les risques opérationnels (colmatage) et sanitaires liés à ce phénomène.

En 2007, un état de l'art a alors été réalisé sur ce sujet suivi d'un état des lieux de 9 sites de production d'eau potable (Morsang, Le Pecq, Le Mont-Valérien, Poissy, Viry…) traitant des eaux de surface et/ou souterraine et étant équipés de divers types de filtres (sable, CAG, biolite…) mis en œuvre dans des filières diverses (14 filtres différents étudiés au total). Le but de cet état des lieux a été d’établir une première synthèse des problèmes associés à l’accumulation et/ou au développement de micro et macro-organismes dans les média filtrants.

La synthèse bibliographique, établie à partir d’articles parus au cours des vingt dernières années, a permis de sélectionner, pour les essais en laboratoire et sur pilote, deux types d’organismes problématiques et un indicateur de pollution et/ou de traitabilité : les nématodes, les amibes et les bactéries sporulées. Les nématodes se retrouvent souvent en grand nombre dans les filtres ; ils s'y accumulent et s'y développent ; ils peuvent être pathogènes et sont difficiles à déloger par les moyens utilisés sur le terrain tels que les rétrolavages et le chlore à des doses acceptables d’exploitation. Les amibes, prédateurs de bactéries, peuvent aussi être pathogènes et se développer dans les filtres ; elles ont par ailleurs un rôle protecteur voire amplificateur de certaines bactéries pathogènes (telles que Legionella, Mycobacterium, etc.) ; leur taille leur permet de traverser le filtre et de se retrouver dans l'eau distribuée. Par contre, les bactéries sporulées ne se développent pas dans les média filtrants ; elles sont en revanche intéressantes à étudier car ce sont des indicateurs de pollution et/ou de traitabilité du fait de leurs liens avec d'autres organismes pathogènes plus difficiles à analyser en eau traitée tel que Cryptosporidium : lien d'occurrence, de rétention/accumulation sans développement dans les filtres, d'élimination par clarification, de résistance aux oxydants… (elles sont fortement résistantes aux désinfectants et sont bien retenues sur les filtres dans des conditions optimales d'exploitation).

L'état des lieux a montré que la présence qualitative des trois organismes recherchés dans les média filtrants est comparable sur l'ensemble des sites. Leur teneur est liée à la pollution de la ressource. Pas plus d'organismes n’ont été trouvés dans les filtres à CAG ou biolite que dans les filtres à sable pour des concentrations similaires en entrée. Pour les organismes qui présentent une aptitude à se développer au sein des média filtrants (nématodes, amibes, bactéries aérobies sporulantes ou BAS), des relargages peuvent être observés lors de la phase de filtration ce qui souligne le fait que les lavages des filtres sont pas ou peu efficaces. Pour les organismes qui ne se développent pas au sein des média filtrants (E. Coli, coliformes, Pseudomonas, enterocoques, bactéries anaérobies sulfitoréductrices ou SASR), leur élimination de l’eau par filtration est bonne et leur élimination du filtre par lavage est efficace. L'intérêt de chlorer les eaux de lavage, même à hauteur de 1 ppm, n'est pas démontré sur l'efficacité du lavage mais est réel pour limiter la prolifération des organismes qui se développent au sein des filtres. En conclusion, il est nécessaire de développer des procédés curatifs de lavage et de décontamination des filtres même si dans le cas présent aucune contamination des média suivis n'a été constatée et même si tous les sites étudiés sont en accord avec les standards réglementaires (E. Coli et entérocoques) et indicatifs (coliformes et SASR notamment).

En 2008, il est prévu de renforcer la pertinence et la solidité des conclusions tirées de l'état des lieux par l'analyse de 10 sites industriels supplémentaires. Des essais de lavage des filtres, en laboratoire (étude de l’effet par contact) puis sur pilote (étude de l’effet en dynamique en phase de filtration et de rétrolavage), seront réalisés sur des colonnes de filtration sur charbon actif pour mettre au point un nettoyage curatif avec la sélection des réactifs les plus efficaces (oxydants, sels, acides, bases...) et l’optimisation des taux et temps de contact. La contamination du média filtrant sera obtenue par ensemencement naturel avec de l'eau de surface ou dopage avec les microorganismes recherchés (BAS, Amibes, nématodes) en lien et cohérence avec les premiers résultats de l’état des lieux confortent le choix de ces micro-organismes proposé à la suite de la synthèse bibliographique. Des recommandations seront enfin établies sur les actions préventives (lavage des filtres) et les actions curatives (nettoyage/désinfection des filtres) nécessaires pour contrôler la flore microbienne.