Théorie. Rappels
Mesure de turbidité

La turbidimétrie fait partie de la photométrie industrielle, elle représente l’un des principaux paramètres de détermination de la qualité de l’eau de boisson/potable. En effet, la clarté et la transparence de l’eau sont l’image d’une haute qualité de l’eau pour la plupart des personnes.

Les applications des turbidimètres sont très diverses et nous les rencontrons dans :

• le traitement des eaux potables pour contrôler le bon fonctionnement des équipements de sédimentation, floculation, décantation, filtration ;

• le traitement des eaux résiduaires ;

• la recherche microbiologique ;

• l’industrie alimentaire :

  • boissons, soupes,

  • laiterie,

  • fromagerie, etc. ;

• l’analyse des sulfates ;

• les traitements de surface ;

• les installations thermiques pour le contrôle de la qualité des eaux :

  • contrôle de la silice colloïdale pour la protection des chaudières et des turbines,

  • des particules de fer entraînées dans la production de vapeur provenant de sites géothermiques ;

• l’industrie de la pâte à papier ;

• l’industrie des semi-conducteurs ;

• l’industrie textile ;

• l’industrie chimique, pétrochimique ;

• diverses autres industries.

La turbidité du fluide peut être modifiée suite à des évolutions de ses propriétés physiques, microbiologiques, chimiques et radiologiques. Ces évolutions peuvent avoir des effets importants sur la qualité microbiologique de l'eau potable suite à la présence de bactéries et de virus. La croissance microbienne dans l'eau est particulièrement marquée à la surface des particules et à l'intérieur des flocs à faible cohérence. Il existe une coïncidence entre l’existence de germes pathogènes et les matières en suspension.

Une turbidité excessive altère l'aspect de l'eau traitée et peut nuire au processus de désinfection ainsi qu'au maintien d'une concentration de chlore résiduel suffisante dans le réseau de distribution.

La mesure de turbidité peut être utilisée comme substitut d’autres paramètres et à titre d’exemples, nous pouvons citer :

• la détection des bactéries et des virus ;

• l’arsenic dans l’eau naturelle dont la turbidité donne une image de la teneur ;

• l’eau de traitement de surface, dont la mesure de pH (neutralisation) est suivie par la mesure de la turbidité.

Ces analyseurs sont destinés à être installés sur des sites en exploitation pour contrôler de façon continue les eaux :

• de procédés (pétrochimique, chimique, etc.) ;

• de rejets ;

• de surface ;

• pluviales ;

• de nappes.

Ces eaux peuvent être :

• à surface libre ou en canalisation ;

• courantes ou dormantes ;

• à niveau fixe ou variable ;

• en écoulement gravitaire ou sous pression.

Les matières contenues dans l’eau se présentent soit sous une forme dissoute, soit sous la forme de particules en suspension, et ce sont ces dernières qui font appel à la mesure de la turbidité de l’eau traitée dans cet article.

La turbidité est donc l’un des paramètres permettant de caractériser la qualité de l’eau en entrée, lors de traitements internes et en sortie d’usines.

En ce qui concerne la mesure de la turbidité en traitement d’eau potable, elle est destinée à estimer la charge en entrée pour adapter les traitements, et en sortie pour vérifier les filières et contrôler l’eau produite. Cette mesure est également effectuée sur les unités d’épuration physico-chimiques de rejets industriels.

La turbidité de l'eau est affectée par la présence de diverses matières en suspension telles que limon, argile, matières organiques et inorganiques (oxydes et hydroxydes métalliques) en fines particules, composés organiques colorés solubles, plancton et autres micro-organismes.

Elle est définie comme étant la « réduction de la transparence d'un liquide due à la présence de matières non dissoutes » (définition donnée dans la norme NF EN ISO 7027 de mars 2000 au § 3.1).

Elle correspond à la propriété de l’échantillon de diffuser et d’absorber la lumière incidente, contrairement à l’eau pure qui la transmet intégralement.

Le résultat de la mesure dépend beaucoup de la technique de mesure utilisée. L'intensité totale et la distribution angulaire de la lumière diffusée par de l'eau trouble sont le résultat des effets cumulés par des interactions avec une ou plusieurs particules (diffusion multiple), et sont liées par un ensemble de relations complexes à des facteurs comme la quantité de matières non dissoutes, leur taille, leur forme et leur indice de réfraction ainsi que la longueur d'onde de la lumière incidente.

Le principe de mesure à envisager dépend de l’application à laquelle correspond un niveau de turbidité du fluide comme mentionné dans le tableau 1.