Le système traitement d’eau par UV

La notion de traitement d’eau renvoie à tout processus qui améliore la qualité de l’eau pour la rendre appropriée à une utilisation finale spécifique. Elle peut ainsi renvoyer à différentes technologies actives ou passives, chimiques ou naturelles, permettant d’améliorer la qualité de l’eau :

  • Filtration mécanique
  • Filtration membranaire
  • Traitement chimique de l’eau
  • Osmose inverse
  • Traitement de l’eau par UV

L’important pour l’utilisateur est d’identifier la solution correspondant à son besoin et à ses critères de choix :

  • Efficacité de traitement
  • Encombrement
  • Durée de traitement
  • Fréquence de maintenance
  • Energie éventuellement consommée pour le traitement

En l’occurrence, les systèmes de traitement de l’eau par UV permettent d’assurer une désinfection de l’eau adaptée au besoin :

  • Traitement de l’eau potable par UV
  • Traitement des eaux usées par UV

une désinfection de l’eau adaptée au besoin

Pour rappel, la désinfection de l’eau est une opération d’élimination volontaire et momentanée de certains germes, de manière à stopper ou prévenir une infection ou le risque d’infection ou surinfection par des micro-organismes ou virus pathogènes et/ou indésirables.

Les systèmes de traitement d’eau potable par UV vont ainsi permettre d’assurer à l’utilisateur une qualité d’eau parfaite d’un point de vue microbiologique, et s’inscrire dans une démarche de prévention et limitation du risque de propagation des épidémies.

Le rayonnement UV est un principe actif historique utilisé depuis de nombreuses années et dans différents secteurs comme source de désinfection, notamment par ses caractéristiques intrinsèques :

  • Rapidité de traitement (désinfection de l’eau instantanée)
  • Très haute efficacité de traitement (efficace sur tout type de bactéries, spores ou virus)
  • Faible impact environnemental et énergétique (désinfection sans produits chimiques)
  • Facilité de mise en œuvre

Comment ça marche  ?

Le rayonnement UV est une partie de la lumière visible, qui se situe plus précisément dans les longueurs d’onde comprises entre 100 et 400 nanomètres et se divise en 3 parties principales :

  • Les UV-A – compris entre 315 et 400 nm ;
  • Les UV-B – compris entre 280 et 315 nm ;
  • et les UV-C compris entre 200 et 280 nm

Il est donc nécessaire d’utiliser des sources artificielles d’UV-C pour les applications de désinfection comme :

  • les lampes UV à mercure (basse ou moyenne pression) – émission dans un large spectre incluant les UVC (mais également du visible et de l’infrarouge)
  • les LED UV qui émettent uniquement dans la gamme UV-C avec une émission quasi monochromatique

Grâce à leur aspect compact et portable, les systèmes à LED UV pour le traitement de l’eau sont notamment utilisés aujourd’hui directement au point d’usage.

Ce sont les UV-C qui possèdent un fort pouvoir germicide, bactéricide et virucide et qui sont utilisés en matière de désinfection, les photons UV-C s’attaquant directement aux acides nucléiques de l’ADN et l’ARN qui composent les virus, bactéries et autres agents pathogènes. Ils sont en effet capables d’inactiver les agents pathogènes en endommageant leur matériel génétique par leur énergie, et de les empêcher ainsi de se répliquer.

Les UV-C à l’état naturel sont filtrés par la couche d’ozone, et ne nous atteignent pas directement, permettant ainsi de nous protéger de leurs effets sur la peau et les yeux.

Quelles différences, pour l’eau, entre la désinfection par LED UV et par lampe UV ?

Si les 2 technologies de lampes UV à mercure et de LED UV utilisent le même principe actif pour les besoins de désinfection, elles sont aujourd’hui à la fois très différentes en caractéristiques et donc complémentaires pour leurs utilisations.
Si avec la lampe UV, l’eau potable bénéficie d’un traitement d’eau efficace notamment sur les hauts débits continus, la LED UV va mieux répondre aux besoins de traitement de l’eau au point d’usage.

Les atouts de la LED UV

La LED UV est un composant semi-conducteur qui émet des photons énergétiques UV-C lorsqu’une tension électrique lui est appliquée. La distribution spectrale de son émission est centrée sur une longueur d’ondes précise.

La totalité du rayonnement est donc compris dans la gamme UV-C germicide permettant de maximiser le rendement et l’efficacité de désinfection. Cela permet également d’éviter le rayonnement infra-rouge et les phénomènes de chauffe de l’eau et des quartz, responsables de problématiques fréquentes d’encrassement et entartrage des quartz dans les systèmes de lampe UV pour  eau potable.

La compacité et robustesse des composants LED UV permet également de concevoir des systèmes parfaitement adaptés à des applications mobiles de désinfection d’eau (véhicules de loisir, nautisme, kiosque à eau, …)

Tout comme les systèmes à lampe UV pour la purification de l’eau, les systèmes à LED UV peuvent être couplés à des éléments de préfiltration (filtration mécanique, charbon actif, …) pour agir sur les matières en suspension, et la partie physico-chimique de l’eau de l’eau à traiter (tarte, métaux lourds, goût et odeur).

Enfin contrairement au traitement par lampe UV de l’eau, la LED UV permet un fonctionnement totalement intermittent avec des ON/OFF instantanés et illimités. Très utile pour le traitement de l’eau au point d’usage, cette caractéristique du traitement va permettre de limiter la consommation énergétique du système à LED UVC et d’allonger sa durée de vie en ne l’utilisant que lors des phases de soutirage d’eau.

Peut-on parler de stérilisateur UV d’eau potable ?

La notion de désinfection a été précédemment présentée comme une opération d’élimination volontaire et momentanée de certains germes, de manière à stopper ou prévenir une infection ou le risque d’infection ou surinfection par des micro-organismes ou virus pathogènes et/ou indésirables.

La stérilisation vise quant à elle, à détruire tous les micro-organismes de façon durable.

Dans les chiffres, les 2 procédés sont différenciés par les niveaux de réduction logarithmique de la charge microbienne :

  • inférieure à log 6 (<99,9999%) : Désinfection UV
  • supérieure à log 6 (>99,9999%) : Stérilisateur UV eau

A titre d’exemple les standards demandés par le ministère de la Santé pour la mise sur le marché et de réacteurs équipés de lampes à UV (arrêté du 9 octobre 2012, pris en application de l’article R.1321-50 (I et II) du CSP) sont les suivants :

  • Les réacteurs aux UV sont reconnus comme des procédés de désinfection des Eaux Destinées à la Consommation Humaine (EDCH)
  • Dans les conditions normales ou prévisibles d’emploi, ils doivent permettre d’obtenir une efficacité minimale d’inactivation de 4 log vis-à-vis des bactéries et de 3 log vis-à-vis des protozoaires Cryptosporidium et Giardia

Il est donc plus juste et suffisant de parler de systèmes de désinfection d’eau et non de systèmes de stérilisation UV d’eau. De tels systèmes devant, le cas échéant, justifier d’un niveau d’efficacité supérieur à 6log.

Du traitement à la purification

La notion de traitement de l’eau pouvant renvoyer à toute action permettant d’amélioration la qualité de l’eau, il peut être utile et pertinent de combiner ces dernières.

C’est notamment le cas lorsque nous combinons notre réacteur de désinfection d’eau par LED UV, avec des systèmes de filtration pour agir à la fois sur :

  • La partie microbiologique avec un système type UV pour eau potable
  • La partie physico-chimique, goût, odeur et matières en suspension, avec un système de filtration adapté par charbon actif et filtration mécanique 5 µm

Dans le cas de cette association de technologie, on en parlera plus alors seulement de système de désinfection d’eau mais de purificateur d’eau UV.

  • La partie microbiologique avec un système type UV pour eau potable
  • La partie physico-chimique, goût, odeur et matières en suspension, avec un système de filtration adapté par charbon actif et filtration mécanique 5 µm

Dans le cas de cette association de technologie, on en parlera plus alors seulement de système de désinfection d’eau mais de purificateur d’eau.