TDS, dureté et fer : guide de la qualité de l'eau

Le comportement dépend des ions qui portent le TDS, pas du total. Le sodium et le chlorure sont monovalents, restent solubles et augmentent la conductivité sans entartrer. Le calcium et le magnésium sont divalents, précipitent sous forme de carbonate au-dessus d'environ 60 °C et consomment le savon. Les sulfates ajoutent une voie d'entartrage sous forme de sulfate de calcium au-delà d'environ 1,800 mg/L à 25 °C. La silice se polymérise au-dessus de 100–150 mg/L et devient difficile à éliminer une fois incrustée sur une membrane.

La température et le pH décident du résultat. Une eau à 500 mg/L de TDS sous forme de bicarbonate de calcium peut être stable à 20 °C et déposer du tartre à 70 °C, car la solubilité du carbonate de calcium diminue lorsque la température augmente. La même concentration sous forme de chlorure de sodium reste limpide à toute température domestique. C'est pourquoi la décision d'installer un adoucisseur exige la dureté, l'alcalinité et le pH, et pas seulement un testeur de TDS.

L'adoucissement se justifie par la combinaison de la dureté, de la température et des équipements en aval. En dessous de 60 mg/L en CaCO₃, la plupart des systèmes commerciaux fonctionnent sans tartre. Entre 60 et 120 mg/L, le tartre se forme lentement au-dessus de 60 °C, et la décision dépend de l'appareil de chauffage, du générateur de vapeur et de l'objectif de taux de récupération de l'osmose inverse. Au-dessus de 120 mg/L, l'adoucissement est la règle pour tout système qui chauffe de l'eau ou fait fonctionner une osmose inverse à plus de 65% de récupération.

Le fer au-dessus de 0.3 mg/L tache les appareils sanitaires et le linge, et le manganèse au-dessus de 0.05 mg/L laisse des dépôts noirs. Ce sont les seuils esthétiques retenus par l'Organisation mondiale de la Santé (OMS), et ce sont aussi les points où une membrane d'osmose inverse commence à s'encrasser, car l'oxyde de fer colmate l'espaceur d'alimentation et n'est pas éliminé par un nettoyage normal. Le fer ferreux dissous traverse un filtre de 0.45 µm et paraît limpide ; le fer ferrique oxydé est retenu sur le filtre et paraît orange.

Une analyse de laboratoire coûte bien moins cher qu'un skid mal choisi. Prélevez l'échantillon après le réservoir sous pression et avant tout traitement, et notez si les échantillons de fer et de manganèse ont été filtrés sur site, car des résultats filtrés et non filtrés décrivent des fractions différentes du même métal. Un seul prélèvement ne suffit pas pour un puits : refaites l'analyse après de fortes pluies et à la fin de la saison sèche.

L'ordre est imposé par ce que chaque étape peut tolérer. L'oxydation et la filtration viennent en premier, car le fer et le manganèse encrassent toutes les surfaces en aval, y compris la résine de l'adoucisseur et les membranes d'osmose inverse. L'adoucissement vient ensuite, car il protège les appareils de chauffage et permet un taux de récupération plus élevé en osmose inverse. L'osmose inverse suit, puis le charbon actif et l'UV affinent le perméat.

L'osmose inverse se justifie lorsque le TDS dégrade le goût, une limite de procédé ou une limite réglementaire, et non simplement parce que la valeur est élevée. Pour l'eau potable, beaucoup de personnes perçoivent une note minérale ou salée au-dessus de 600 mg/L et rejettent l'eau au-dessus de 1,000 mg/L. Pour l'eau de procédé, la limite vient de l'équipement : l'appoint de chaudière, les humidificateurs, les machines à glaçons et les recettes de boissons fixent chacun leur propre valeur.

Une osmose inverse à un étage élimine 95–99% des sels dissous et, à partir d'une eau d'alimentation à 300 µS/cm à 25 °C, produit un perméat à 10 µS/cm ou moins. En dessous de 600 mg/L, la filtration sur charbon actif et l'UV résolvent généralement les problèmes de goût et de sécurité à moindre coût et sans flux de concentrat. Entre 600 et 1,000 mg/L, mélanger le perméat à l'eau brute est souvent le moyen le moins coûteux d'atteindre un objectif de goût.

L'élimination du concentrat fait partie de la même décision. Une petite osmose inverse à 50% de récupération double la charge de sel rejetée à l'égout, et lorsque le rejet est mesuré ou que le règlement d'assainissement limite le TDS, ce coût modifie la comparaison. Lorsque le bâtiment a aussi besoin d'eau adoucie, un adoucisseur peut résoudre le problème de tartre avec un investissement plus faible et sans toucher au TDS. Les deux appareils ne sont pas interchangeables, et acheter l'un pour régler le problème de l'autre est la façon dont les projets finissent avec une installation conforme à la fiche technique mais pas au besoin.

Aucune cartouche ne fait les trois. Un filtre à sédiments retient les particules jusqu'à sa finesse, généralement 5–100 µm, et laisse passer les sels dissous, la dureté et le fer dissous. Un adoucisseur élimine la dureté par échange d'ions et laisse le TDS presque inchangé ; le sodium augmente d'environ 46 mg/L pour chaque 100 mg/L de dureté éliminée. Le charbon actif retient le chlore, les goûts et certains composés organiques, mais pas les sels ni la dureté.

L'osmose inverse retient les trois familles dissoutes à 95–99%, mais elle exige que le fer soit éliminé au préalable, car l'oxyde de fer encrasse la membrane et n'est pas récupéré par le nettoyage. L'ordre pratique est : oxydation et filtration pour le fer, adoucissement pour la dureté, puis osmose inverse pour la salinité, avec le charbon actif et l'UV en étapes d'affinage. Un fournisseur qui propose un seul récipient pour les trois décrit une cartouche, pas une chaîne de traitement.