TDS et dureté : ce que les chiffres signifient vraiment

Prenons deux échantillons. L'échantillon A affiche 850 mg/L de TDS et 15 mg/L de dureté : c'est une eau chlorurée sodique, douce mais salée. L'échantillon B affiche 210 mg/L de TDS et 160 mg/L de dureté : c'est une eau bicarbonatée calcique, pauvre en solides totaux mais assez dure pour entartrer un chauffe-eau à 70 °C. Un TDS-mètre classe la première comme la moins bonne eau et la seconde comme la meilleure, ce qui est exactement l'inverse pour la protection des équipements.

Les sources côtières et insulaires présentent souvent le premier schéma, où l'intrusion d'eau de mer augmente le sodium et le chlorure. La géologie calcaire et gypseuse présente souvent le second, où calcium, magnésium et bicarbonate dominent un total modeste. La réponse de traitement est opposée : l'échantillon A peut nécessiter l'osmose inverse pour la salinité, tandis que l'échantillon B nécessite un adoucisseur et probablement pas d'osmose inverse du tout.

La dureté exprimée en CaCO₃ est égale au calcium en mg/L × 2.5 plus le magnésium en mg/L × 4.1. Les coefficients proviennent des masses équivalentes : la masse équivalente du CaCO₃ de 50 g/eq divisée par la masse équivalente du calcium de 20 g/eq donne 2.5, et divisée par la masse équivalente du magnésium de 12.15 g/eq donne 4.1. Une eau contenant 40 mg/L de calcium et 12 mg/L de magnésium apporte donc 100 mg/L exprimés en CaCO₃ au titre du calcium plus 49 mg/L au titre du magnésium, soit 149 mg/L au total. Cela représente environ 8.7 grains par gallon US et 1.5 mmol/L d'ions divalents.

Les rapports de laboratoire utilisent plusieurs unités, et les mélanger est une source classique d'erreurs de dimensionnement. Convertissez tout en mg/L exprimés en CaCO₃ avant de comparer à un seuil, puis convertissez dans l'unité utilisée par la fiche technique de l'adoucisseur seulement à la fin.

La dureté guide l'adoucisseur ; le TDS guide l'osmose inverse. Les deux critères ne se croisent que lorsque tous deux sont élevés. La matrice ci-dessous est la version pratique de cette règle : une dureté supérieure à 120 mg/L oriente vers l'adoucissement, un TDS supérieur à 600–1,000 mg/L oriente vers l'osmose inverse, et les deux décisions sont indépendantes. Installer un adoucisseur pour corriger un goût salé, ou une osmose inverse pour corriger le tartre, ne résout ni l'un ni l'autre problème.

Un adoucisseur élimine le calcium et le magnésium et libère du sodium. La dureté en sortie descend à 0–17 mg/L exprimés en CaCO₃, généralement moins de 1 gpg, tandis que le TDS reste à quelques mg/L de celui de l'entrée, car un ion divalent est remplacé par deux ions monovalents. Le sodium augmente d'environ 46 mg/L pour 100 mg/L de dureté éliminée. L'alcalinité, le sulfate, le chlorure et le nitrate passent inchangés.

Les conséquences sont précises. Un adoucisseur ne rend pas l'eau pauvre en TDS, n'élimine pas le nitrate et ne protège pas une RO contre la silice ou le bore. Il protège en revanche la RO contre l'entartrage par le carbonate de calcium et le sulfate de calcium, ce qui explique pourquoi l'adoucissement augmente le taux de récupération atteignable. Côté sodium, une eau adoucie à partir de 300 mg/L de dureté contient environ 138 mg/L de sodium en plus, ce qui compte pour les régimes pauvres en sodium et pour l'irrigation.

Un TDS-mètre manque tout ce qui est non chargé ou faiblement conducteur et tout ce qui est présent à faible concentration : bactéries, virus, chlore, pesticides et l'identité des ions. Un test de dureté manque le sodium, le potassium, le nitrate, le fluorure, l'arsenic et le plomb. Aucun des deux ne détecte un problème sans signature électrique ou titrimétrique.

Les deux masquent aussi la différence entre une eau sûre et une eau dangereuse. Des coliformes à 1 CFU/100 mL, un nitrate à 50 mg/L et un arsenic à 0.01 mg/L changent bien plus la conception qu'un TDS lu à 400 ou 450 mg/L, et pourtant aucun de ces paramètres ne fait bouger un TDS-mètre. Le dépistage n'est pas une analyse, et une chaîne de traitement conçue à partir de deux mesures portatives est une supposition.

Pour le TDS, utilisez un appareil à compensation de température à 25 °C et enregistrez le facteur de conversion ; deux appareils réglés sur 0.5 et 0.7 diffèrent de 40 % sur la même eau. Pour la dureté, utilisez un kit de titrage par comptage de gouttes ou un photomètre ; le titrage donne directement la dureté totale en CaCO₃ et est précis à environ 5 mg/L. Mesurez au robinet d'eau brute, après l'adoucisseur et au point d'utilisation, car la dureté peut remonter entre ces points si la résine est épuisée ou si une dérivation est ouverte.

Non, et c'est l'erreur de terrain la plus fréquente. Parce que l'adoucissement remplace le calcium par du sodium, la variation de conductivité est faible : éliminer 200 mg/L de dureté exprimée en CaCO₃ retire environ 80 mg/L de calcium et ajoute environ 92 mg/L de sodium, si bien que le TDS varie d'environ 12 mg/L, bien dans la marge d'erreur de l'appareil et de la dérive thermique. Un adoucisseur dont la résine est complètement épuisée peut encore afficher un TDS normal.

Vérifiez plutôt par un titrage de dureté. Une dureté en sortie inférieure à 17 mg/L exprimés en CaCO₃ confirme l'échange ; une valeur de sortie qui monte sur plusieurs jours consécutifs annonce l'épuisement et indique quand régénérer. Le TDS est le bon outil pour dimensionner une RO et le mauvais pour prouver qu'un adoucisseur fonctionne.