Eau de Paris

L'eau des Parisiens passée aux UV

La filière de Joinville, construite autour d’une floculation biologique, permet d’économiser 90 % des produits chimiques nécessaires dans une filière plus classique.

Pour répondre aux nouvelles exigences réglementaires concernant les parasites et les bromates, Eau de Paris ajoute une étape de traitement aux ultraviolets des eaux de surface sur ses usines de Joinville et d’Orly.

Martine LE BEC
photographies C. Dupont – Eau de Paris & Degrémont

H2o – juin 2009

À Paris, la moitié de l’eau potable consommée provient des usines d’Orly et de Joinville, qui prélèvent de l’eau respectivement dans la Seine et dans la Marne pour la rendre potable. Confrontée aux nouveaux risques sanitaires constitués par certains parasites, Eau de Paris a choisi de mettre en œuvre un nouveau traitement complémentaire aux ultraviolets. Ce traitement, qui vient renforcer la barrière désinfectante des usines, permet de diminuer le traitement à l’ozone pendant l’été, limitant ainsi le risque de formation des bromates. L'opérateur a opté pour une étape de désinfection placée en sortie des filtres à charbon actif en grains, ce qui permet d’ajuster les volumes à traiter et de garantir ainsi une eau d’excellente qualité au meilleur coût pour l’usager.

Avec une capacité de traitement de 300 000 m3/jour sur chaque usine, le projet  constitue le plus important marché européen attribué pour la désinfection de l’eau potable à l’aide d’ultraviolets. C'est Degrémont Technologies-Ozonia (groupe Suez Environnement) qui a remporté l’appel d’offre, lancé fin 2007. L'industriel est le seul à avoir à ce jour  obtenu l’agrément du Ministère de la Santé, suite à un avis favorable de l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments – AFSSA, pour traiter la plage de débit couverte par sa gamme Aquaray®H20, 20 "Mono et 20" Duplex.

Une première étude lancée en 2006 avait estimé l'investissement à près de 20 millions d'euros ; les progrès technologiques réalisés sur les lampes ont ramené cet investissement à 5,4 millions d'euros pour les deux usines d’Orly et de Joinville.

Lutter contre les parasites tout en réduisant les concentrations en bromates

Les ions bromate sont des composés supposés cancérigènes formés principalement par la réaction entre l’ozone et les bromures naturellement présents dans l’eau. Le renforcement de l’efficacité du traitement par l’ozone avec des unités de désinfection UV permet de continuer à garantir une eau potable d’une qualité irréprochable tout en répondant à une double problématique :

• garantir que les eaux potables distribuées ne contiennent pas de microorganismes, de parasites (Cryptosporidium Parvum, Giardia Lamblia) ou toutes autres substances présentant un danger pour la santé des consommateurs;
• respecter la nouvelle limitation de concentration maximale acceptable en bromates, définie par le Code de la Santé Publique, abaissée à 10 μg/L (au lieu de 25 μg/L) depuis le 25 décembre 2008.

En effet, aujourd’hui, les eaux destinées à une consommation humaine nécessitent des traitements de plus en plus importants. Le renforcement des usines de Joinville et Orly avec des unités de désinfection UV permet de mieux prémunir les consommateurs contre les risques sanitaires liés à la présence de parasites de type Cryptosporidium Parvum et Giardia Lamblia tout en diminuant les quantités d’ozone injectées afin de respecter la nouvelle limitation de concentration en bromates.

Installer des réacteurs UV en garantissant le bon fonctionnement des installations existantes

Le projet consistait à intégrer le réacteur UV dans la ligne d’eau existante, en minimisant les pertes de charge à l’aide d’une analyse fonctionnelle du couplage filtres réacteurs UV et garantir une dose de 40 mJ/cm2 pour les conditions les plus défavorables (débit maximum, transmittance minimum).

La continuité de service tout au long de la mise en œuvre du projet était un impératif majeur. Une attention particulière a donc été apportée à l’étude et à la modélisation afin de garantir le respect des consignes inscrites dans le cahier des charges et de ne pas perturber le fonctionnement des installations en place.

Après validation des conditions de fonctionnement propres aux deux sites, Degrémont Technologies-Ozonia a développé un paramétrage de la modélisation hydraulique très poussé (dite CFD – Computerized Fluid Dynamic), permettant de calculer et quantifier très précisément les incidences des perturbations hydrauliques et des pertes de charge.

Cette étude préliminaire a démontré notamment que l’installation des réacteurs UV ne perturbait pas l’hydraulique de la station et que compte tenu des faibles pertes de charge qu’ils génèrent, ils pouvaient être insérés sur la conduite de collecte de l’eau filtrée, en sortie de filtres à charbon actif. Elle a également démontré que le diamètre DN 500 était le mieux adapté aux conditions de fonctionnement existantes. Le couplage réacteur/vanne garantit le respect des pertes de charges notifiées dans le cahier des charges et le bon fonctionnement de la régulation hydraulique.

Des réacteurs UV moyenne pression à la pointe de l’innovation

Les traitements par UV ne modifiant pas les paramètres physico-chimiques de l’eau, les objectifs d’abattement – 4 log sur les bactéries, virus et parasites – ne peuvent pas être contrôlés immédiatement en sortie de réacteurs UV. La seule manière de vérifier l’efficacité des traitements est donc de réaliser, sur une installation réelle, par des organismes agrées, des tests d’abattement biologique sur des germes déterminés, appelés BioAssay. Ces tests sont réalisés par le DVGW (certification allemande) ou l’US EPA (certification américaine). De plus, en France, lorsqu’elles sont utilisées pour prévenir des risques parasitaires, les solutions de traitement par UV doivent également faire l’objet d’un agrément délivré par le Ministère de la Santé.

Aquaray®H20 repose sur un réacteur fermé équipé de lampes à moyenne pression. La technologie UV moyenne pression utilise des lampes beaucoup plus puissantes que les lampes dites basse pression. Les lampes moyenne pression, sont de spectre polychromatique, ce qui renforce leur efficacité sur les sites de production enzymatique des cellules et permet une plus longue inactivation. Cette puissance permet de réduire le nombre de lampes nécessaires – seulement 6 lampes par réacteur pour Joinville et 12 lampes pour Orly pour un traitement de 300 000 m3/jour – et donc de baisser considérablement le coût d’exploitation et de maintenance des réacteurs (lampes et main d’oeuvre).

Des calculs précis ont permis de définir les dimensions optimales du réacteur, l’espacement entre les lampes à moyenne pression et l’emplacement des déflecteurs. Ces calculs ont permis de concevoir des réacteurs compacts tout en garantissant une efficacité maximale et une perte de charge minimale.