Analyses d'eau

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2.1. Analyse de la conductivité
2.2. Analyse du pH

 

Afin d'appuyer l'état des lieux concernant la qualité de l'eau disponible par des données chiffrées, nous avons analysé 12 échantillons d'eau prélevés stratégiquement pendant notre séjour début février à des heures et lieux précis, que l'on a récapitulé dans le tableau suivant:

 

tableau récapitulatif des échantillons prélevés à Mar Lothie

 

Chacun de ces échantillons a été prélevé dans un objectif précis:
  • Le premier échantillon contient de l'eau de pluie collectée pendant l'hivernage, ce qui est intéressant dans le cadre de notre projet pour avoir une idée de la qualité de l'eau drainée dans le réservoir. L'eau prélevée stagnait dans la citerne individuelle depuis plus de 4 mois à température ambiante ce qui favorise le développement de nombreux parasites, c'est pourquoi ils utilisent de l'eau de javel avant de la consommer. La situation sera similaire à l'échelle du réservoir que nous envisageons, exceptée que l'eau drainée lessive le sol et peut donc se charger en composés solubles, en particuliers en espèces acides.

  • Les échantillons (2 ; 6 ; 11) et (3 ; 7 ; 10) ont été prélevés dans les deux puits publiques du village de Mar Lothie matin, midi et soir afin de voir l'évolution de la qualité de l'eau à l'échelle de la journée. On sait néanmoins qu'au file de l'année, plus on avance dans la saison sèche, moins il y a d'eau dans les puits, et plus ceci sont salés, particulièrement en fin de journée.

  • Un échantillonage de deux des puits privés (échantillons 4 et 5) présents à Mar Lothie a été fait. Ils sont ouverts à l'ensemble des habitants tant qu'on ne se trouve pas en période de tarissement des puits publiques, ce qui est intéressant pour comparer aux puits publiques.

  • Un prélevement de l'eau du fleuve (échantillon 12) a été réalisé en vue d'une étude de salinité afin d'appréhender l'effet de l'intrusion saline sur la salinisation des sols.

  • L'eau du forage directement disponible au robinet (échantillon 8) et l'eau d'un puits saumâtre (échantillon 9) ont été relévées pour confirmer la non potabilité de ces eaux pourtant très accessibles.


Dans un premier temps, nous étions parties dans l'objectif de réaliser une analyse poussée de chacun des échantillons pour en étudier la potabilité suivant les normes françaises mais plusieurs contraintes nous en ont empéché. Nous avons été confrontés à plusieurs problèmes techniques pour préserver les échantillons à 0°C afin arrêter ou tout du moins freiner les réactions chimiques et biologiques (développement de parasites). Par ailleurs, l'analyse complète d'une eau nécessite un volume d'environ 2L pour l'ensemble des techniques d'analyse en tenant compte de la répétabilité. Nous aurions été non seulement dans l'incapacité de ramener autant d'eau pour une raison évidente d'encombrement mais la police douanière nous aurait probablement arrêté même si aucune loi ne nous empêche explicitement de ramener autant d'eau. Enfin, la dernière contrainte est d'ordre économique puisqu'une analyse complète pour un échantillon revient à 600€.
Nous avons donc prélevé 100 mL d'eau pour chaque échantillon et avons choisi de nous intéresser qu'au pH et à la conductivité en sachant qu'il faut avoir un regard critique sur ces valeurs qui sont faussées par le mode de conservation et le temps écoulé entre le prélévement et l'analyse (2 semaines). Nous avons réalisé ces mesures à l'Observatoire Midi-Pyrénées à Toulouse. Toutes les mesures ont été réalisées à une température de 22 °C (température ambiante).
Montage expérimental pour les mesures de conductimétrie (à gauche) et de pH (à droite) sans agitation, 04 mars 2009, Observatoire Midi-Pyrénées

 

2.1 Analyse de la conductivité

Il est important de commencer par la conductivité car l'analyse pHmétrique repose sur un échange d'ions au niveau des électrodes ce qui fait varier la concentration des espèces ioniques et modifie la valeur de la conductivité. L'électrode est constituée de deux plaques de platine conductrices. La mesure des conductivités se fait en courant alternatif (pour éviter la polarisation des électrodes), en mesurant la tension aux bornes d'une cellule plongeant dans la solution à étudier et l'intensité du courant qui y circule.

Nous avons d'abord étalonné le conductimètre grâce à une solution étalon d’électrolyte dont la conductivité est connue: une solution de KCl à 0,01 mol/L de conductivité 1413 µS/cm à 25°C. Il faut prendre quelques précautions avant la mesure : la cellule est sortie de sa garde d'eau distillée et préalablement rincée avec un peu de solution d'analyte pour éviter que la mesure soit perturbée par des résidus d'eau distillée; la cellule doit être maintenue dans le bécher à l'aide d'un support et placée à distance des bords du récipient; il faut également vérifier que toute la surface des plaques est immergée et faire attention à ne pas emprisonner de bulle d’air entre les plaques ce qui changerait le volume de solution faisant l’objet de la mesure.

On fait alors la série de mesures en prenant bien soin de rincer à l'eau distillée entre chaque.

Voici les résultats obtenus:

tableau récapitulatif des conductivités des échantillons d'eau

 

Interprétation

La conductivité électrique d'une eau correspond à la conductance d'une colonne d'eau comprise entre deux électrodes métalliques de 1 cm² de surface et séparées l'une de l'autre de 1 cm. La conductivité traduit la minéralisation totale de l'eau et sa valeur varie en fonction de la température. Approximativement la valeur en µS/cm correspond à la salinité en mg/l.

Niveau guide de la conductivité à 20°C d’une eau destinée à la consommation humaine (http://www.purline.tm.fr/produits/hum/conductivit.htm) : 400 µS/cm

  • de 50 à 400 µS/cm: qualité excellente
  • de 400 à 750 µS/cm: bonne qualité
  • de 750 à 1500 µS/cm: qualité médiocre mais eau utilisable
  • au delà de 1500 µS/cm: minéralisation excessive

On peut donc en conclure que les puits publiques et privés ainsi que l'eau de pluie ont une minéralisation de bonne qualité et peuvent être destinées à la consommation humaine. L'eau du forage et celle des puits utilisés pour le bétail ont bien une minéralisation excessive traduisant une salinité de ces ressources la rendant impropre à la consommation. On peut alors se demander si les puits publiques actuels ne vont pas se saliniser de la même manière au fil des années. Enfin le fleuve présente une salinité excessive, supérieure à l'eau de mer, ce qui nous amène à deux conclusions: envisager de dessaler l'eau du fleuve pour la consommation est inenvisageable à moindre coût et l'intrusion saline a de graves conséquences sur la salinisation des sols et donc son infertilité d'où la nécessité de créer des digues anti-sel.

Il faut tout de même nuancer ces résultats car il a pu y avoir des réactions de précipitation durant les 15 jours de conservation, modifiant ainsi la concentration des ions en solution. Cependant, cela ne change pas au point de passer d'une catégorie à l'autre : l'ordre de grandeur reste le même ainsi que les conclusions.

 

2.2 Analyse du pH

Nous avons réalisé des mesures ph-métriques avec une électrode de KCl. Après avoir testé toutes nos solutions avec du papier pH, nous avons ciblé la gamme de variation entre 5 et 8 et avons donc opté pour un étalonnage avec des solutions tampons à 4 et 7, utilisées pour la première fois permettant un étalonnage précis. Ces mesures se sont faites sous agitation magnétique.

 

Mesure du pH par papier pH (échantillon dans l'ordre croissant de gauche à droite), 04 mars 2009, Observatoire Midi-Pyrénées

Les résultats obtenus sont rassemblés ici:

tableau récapitulatif des pH des échantillons d'eau

Interprétation

La norme française de potabilité fixe un pH entre 6,5 et 8,5. L'eau de la citerne individuelle est très basique ce qui peut s'expliquer par un développement des parasites dans un milieu confiné. Les eaux du puits saumâtre pour bétails et du forage sont de nouveau hors norme confirmant l'utilisation impossible pour la consommation (cuisine, boisson). En particulier, l'acidité des puits abandonnés se voit au niveau du crin des chevaux qui se décolore et prend une teinte orangée.

Bibliographie:

  • Norme de pH: cours d'introduction au traitement de l'eau, A.Cockx, INSA Toulouse, 2008