Brevet FR2915988A1 — publié le 20081114

La présente invention concerne un procédé, simple de fabrication et de maintenance, destiné à la production d'eau apte à la consommation humaine, selon les normes de l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), et ceci à partir d'eau turbide, polluée, et/ou salée. À l'échelle de la planète, le manque d'accès à l'eau potable tue plus que le sida. Diarrhée, dysenterie, choléra, typhoïde, poliomyélite sont quelques-uns des fléaux, provoqués par la mauvaise qualité de l'eau, qui déciment le Tiers Monde. Comme si ce n'était pas encore suffisant, au manque de qualité s'ajoute désormais la pénurie, qui découle de la mauvaise gestion des ressources et l'accroissement rapide de la io population. Alors que depuis une trentaine d'années, les programmes d'approvisionnement en eau privilégient les critères quantitatifs, la recherche de la qualité devient désormais le souci majeur. Si les techniques de potabilisation utilisées en Europe peuvent s'adapter au milieu 15 urbain des pays en voie de développement, aucune solution totalement satisfaisante n'a été mise en place en milieu rural. Pour favoriser les échanges de connaissances et d'expériences en matière de santé publique, l'OMS a défini des objectifs de santé pour tous en l'an 2000. L'un des grands principes est le suivant : La qualité de l'eau ne doit jamais mettre en danger la santé 20 des usagers . Les efforts de l'OMS sont orientés vers l'amélioration de la qualité de vie particulièrement autour du thème environnement et santé. La qualité aléatoire des eaux distribuées prend parfois des dimensions alarmantes dans beaucoup de pays en voie de développement, mais aussi dans certains pays du Nord ; par exemple en 1990, en ex-URSS, 26 % de l'eau distribuée était hors normes 25 vis-à-vis des indicateurs bactériologiques, la proportion passant à 40 % pour les indicateurs chimiques. Afin de remédier à de telles situations, l'OMS a préparé des recommandations qu'il ne faut pas assimiler à des standards, la situation locale devant dicter le niveau de norme à établir. 30 Contrairement à d'autres contaminations, comme les métaux lourds aux impacts sur la santé mesurables seulement à long terme, la dégradation de la qualité biologique de l'eau entraine un risque à court terme. A l'heure actuelle, l'OMS estime que 80% des maladies rencontrées dans les pays en voie de développement sont d'origine hydrique et que celles-ci sont responsables de 35 50% de la mortalité infantile dans le monde. L'eau, source de vie, peut donc se transformer en un vecteur prépondérant de maladies susceptibles d'entraîner la mort lorsque sa qualité est déficiente. 2 Les maladies contagieuses causées par les bactéries pathogènes, les virus, les protozoaires et les parasites sont très souvent liées à la consommation d'eau, et constituent le risque pour la santé le plus commun et le plus répandu. Ce risque concerne beaucoup les enfants ; parmi les maladies liées à l'eau, les diarrhées infantiles d'origine microbienne sont une cause majeure de morbidité et de mortalité. Cependant, l'incidence de la seule qualité de l'eau sur la santé des populations est difficilement quantifiable : ainsi, les statistiques sur la mortalité infantile sont difficilement utilisables, les parents ne recherchant une aide médicale qu'au delà d'une certaine gravité. L'OMS a pu établir que 34 200 000 décès en 1990 seraient dus à des ro maladies d'origine hydrique (épidémies de choléra, typhoïde hépatique...) ; la microbiologie est la base de la santé publique. Le traitement de l'eau par le chlore a fréquemment démontré son efficacité. Ainsi, dans les pays européens il a mis un coup d'arrêt aux grandes épidémies, et à l'heure actuelle la chloration demeure la seule solution envisageable en milieu rural africain. 15 De nombreux problèmes restent cependant à régler : fabrication locale, constance de la qualité du chlore et utilisation. Pour fournir une eau de qualité à la population des pays industrialisés, de nombreuses stations de traitement ont été développées. Ces stations de potabilisation, souvent à la pointe de la technologie, sont capables de traiter parfaitement plusieurs centaines de 20 milliers de tonnes d'eau par jour et de desservir, à de rares exceptions près, aussi bien les grandes villes que les petits villages isolés. Si des stations d'alimentation en eau analogues à celles qui ont été développées dans les pays industrialisés commencent de plus en plus à voir le jour dans les centres urbains des pays en voie de développement, il n'en va évidemment pas de même dans les petites communautés 25 rurales isolées. Les conditions pour l'alimentation en eau potable y sont en effet très différentes de celles qui existent pour les installations urbaines. En général, la population à desservir est réduite et la faible densité de population rend coûteuse la distribution de l'eau par canalisations. De plus, il faut également bien se rendre compte que les moyens financiers de ces populations sont généralement extrêmement limités. 30 Le secteur technique de l'invention est donc la potabilisation de l'eau pour les petites communautés rurales des pays en voie de développement. En effet, grâce à sa simplicité, sa robustesse et son faible coût, l'invention supplante tous les appareils de potabilisation d'eau classiques fonctionnant par divers systèmes électromécaniques. Ces appareils, souvent très coûteux et très complexes d'utilisation et de maintenance, 35 sont également inadaptés aux conditions rencontrées sur le terrain de par leur fragilité. La mise en service de l'invention est extrêmement simple et ne nécessite aucune main d'oeuvre qualifiée. L'énergie nécessaire est très faible, et peut aisément être produite sur place, sous forme solaire ou éolienne par exemple. 3 Par ailleurs, en cas de catastrophes naturelles (inondations, éruptions volcaniques, tremblements de terre, tornades, etc.), il arrive que les réseaux de distribution d'eau potable et d'électricité soient temporairement inutilisables. Dans ces circonstances, les caractéristiques de l'invention en font de nouveau un appareil de choix pour fournir temporairement de l'eau potable aux sinistrés. L'invention utilise le pouvoir filtrant de la pierre ponce associée à un système de fabrication in situ d'hypochlorite de sodium, afin de parvenir à un concept novateur de production d'eau potable à partir d'eau polluée ou d'eau de mer, ou encore d'eau saumâtre, sans recourir à des produits bactéricides rapportés et difficiles à se procurer io dans des régions difficiles d'approvisionnement. L'invention est constituée de modules assemblés afin de répondre au mieux à la problématique de traitement posé, ceci grâce à des éléments standardisés. L'invention se compose de 3 parties : la filtration - la potabilisation - le dessalement, ce dernier module étant réservé aux eaux salées ou saumâtres : 15 Le module filtration : La filtration sur sable est aujourd'hui une méthode fréquemment employée et très robuste pour enlever les solides en suspension de l'eau, lorsque le but est d'obtenir une eau potable, et non pas seulement filtrée comme par exemple dans le brevet WO 2005/115582. Le filtre se compose de plusieurs couches de sable de taille et de 20 densité différentes. Quand l'eau traverse le filtre, la matière en suspension précipite dans les couches de sable et l'eau, qui contient moins de matières en suspension, s'écoule hors du filtre. Quand les filtres sont chargés en particules on inverse la direction du flux afin de le régénérer. Les petites particules passent à travers le filtre à sable, par conséquent une deuxième filtration est en général nécessaire. 25 Dans l'invention, le sable est remplacée par plusieurs couches de ponce, et de préférence 3, de granulométrie de plus en plus fine, par exemple : 4/8 mm û 3/6 mm û 1/2 mm ou encore 4/8 mm û 2/3 mm REVENDICATIONS 1- Procédé de potabilisation de l'eau à partir d'eau polluée quelle que soit sa turbidité, comprenant au moins une première étape de filtration par un élément filtrant (1), une deuxième étape de fabrication d'hypochlorite de sodium par électrochloration (3) (10) (11), une troisième étape de mélange de l'hypochlorite de sodium produit avec l'eau filtrée (18) afin de la rendre potable et donc propre à la consommation humaine, caractérisé en ce que : - l'élément filtrant est constitué de au moins trois étages successifs de pierre ponce (7) (8) (9) dans lesquels circule l'eau à traiter (17) pendant au moins trois minutes io par filtre ; - l'hypochlorite de sodium est produit par un dispositif d'électrochloration à partir d'une saumure. 2- Procédé selon la revendication 1, de potabilisation de l'eau à partir d'eau polluée, salée ou saumâtre, auquel on ajoute une phase de dessalement de l'eau, is comprenant au moins une première étape de filtration par un élément filtrant (1), une deuxième étape de dessalement et de fabrication d'hypochlorite de sodium par électrochloration (3) (10) (11), une troisième étape de déchloration par filtration (24) afin de la rendre potable et donc propre à la consommation humaine, caractérisé en ce que 20 - l'élément filtrant est constitué de au moins quatre étages successifs de pierre ponce (7) (8) (9) (9b) dans lesquels circule l'eau à traiter (17) pendant au moins trois minutes par filtre ; - le quatrième étage de filtration (9b), constitué de pierre ponce sert plus particulièrement à retenir une partie du sel dissous ; 25 - le complément du dessalement est réalisé par électrochloration avec une production simultanée d'hypochlorite de sodium servant également à potabiliser l'eau , - la déchloration se fait dans un filtre (24) constitué de pierre ponce dans lequel circule l'eau à déchlorer pendant au moins trois minutes ; 30 3- Procédé selon la revendications 1, de potabilisation de l'eau à partir d'eau polluée, salée ou saumâtre, auquel on ajoute une phase de dessalement de l'eau, comprenant au moins une première étape de filtration par un élément filtrant (1), une deuxième étape de dessalement et de fabrication d'hypochlorite de sodium par électrochloration (3) (10) (11), une troisième étape de déchloration par filtration (24) 35 afin de la rendre potable et donc propre à la consommation humaine, caractérisé en ce que - l'élément filtrant est constitué de au moins quatre étages successifs de pierre ponce (7) (8) (9) (9b) dans lesquels circule l'eau à traiter (17) pendant au moins troisminutes par filtre ; - le quatrième étage de filtration (9b), constitué de pierre ponce sert plus particulièrement à retenir une partie du sel dissous ; - le complément du dessalement est réalisé par électrochloration avec une 5 production simultanée d'hypochlorite de sodium servant également à potabiliser l'eau , - la déchloration est réalisée de préférence par injection de peroxyde d'hydrogène ou de bisulfite, stocké dans une cuve (25), puis injecté dans une cuve (22) équipée d'un agitateur (29) ; 10 - le peroxyde d'hydrogène agit en complément de l'hypochlorite de sodium pour la potabilisation de l'eau ; 4- Dispositif de potabilisation de l'eau à partir d'eau polluée quelle que soit sa turbidité, comprenant au moins une première étape de filtration par un élément filtrant (1), une deuxième étape de fabrication d'hypochlorite de sodium, par un dispositif connu 15 d'électrochloration (3) (10) (11), une troisième étape de mélange de l'hypochlorite de sodium produit avec l'eau filtrée (18) afin de la rendre potable et donc propre à la consommation humaine, caractérisé en ce que : - l'élément filtrant est constitué de au moins trois étages successifs de pierre ponce (7) (8) (9) de granulométrie différente et décroissante, de 8 mm à moins de 1 mm 20 dans lesquels circule l'eau à traiter (17) pendant au moins trois minutes par filtre ; - l'hypochlorite de sodium est produit par un dispositif connu d'électrochloration à partir d'une saumure. 5- Dispositif selon la revendication +;, de potabilisation de l'eau à partir d'eau polluée, salée ou saumâtre, auquel on ajoute une phase de dessalement de l'eau, 25 comprenant au moins une première étape de filtration par un élément filtrant (1), une deuxième étape de fabrication d'hypochlorite de sodium, par un dispositif connu d'électrochloration (3) (10) (11), une troisième étape de déchloration par filtration (24) afin de la rendre potable et donc propre à la consommation humaine, caractérisé en ce que : 30 - l'élément filtrant est constitué de au moins quatre étages successifs de pierre ponce (7) (8) (9) (9b) dans lesquels circule l'eau à traiter (17) pendant au moins trois minutes par filtre ; - le quatrième étage de filtration (9b), constitué de pierre ponce sert plus particulièrement à retenir une partie du sel dissous ; 35 - le complément du dessalement est réalisé par un dispositif connu d'électrochloration avec une production simultanée d'hypochlorite de sodium servant également à potabiliser l'eau ;- la déchloration se fait dans un filtre (24) constitué de pierre ponce dans lequel circule l'eau à déchiorer pendant au moins trois minutes ; 6- Dispositif selon la revendication 5, de potabilisation de l'eau à partir d'eau polluée, salée ou saumâtre, auquel on ajoute une phase de dessalement de l'eau, comprenant au moins une première étape de filtration par un élément filtrant (1), une deuxième étape de fabrication d'hypochlorite de sodium, par un dispositif connu d'électrochloration (3) (10) (11), une troisième étape de déchloration par filtration (24) afin de la rendre potable et donc propre à la consommation humaine, caractérisé en ce que : - l'élément filtrant est constitué de au moins quatre étages successifs de pierre ponce (7) (8) (9) (9b) de granulométrie dans lesquels circule l'eau à traiter (17) pendant au moins trois minutes par filtre ; -le quatrième étage de filtration (9b), constitué de pierre ponce sert plus particulièrement à retenir une partie du sel dissous ; - le complément du dessalement est réalisé par un dispositif connu d'électrochloration avec une production simultanée d'hypochlorite de sodium servant également à potabiliser l'eau ; - la déchloration est réalisée de préférence par injection de peroxyde d'hydrogène ou de bisulfite stocké dans une cuve (25), puis injecté dans une cuve (22) équipée d'un 20 agitateur (29) ; -le peroxyde d'hydrogène agit en complément de l'hypochlorite de sodium pour la potabilisation de l'eau ; 7- Dispositif de potabilisation de l'eau selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que les modules de filtration sont intégrés dans la cuve de 25 stockage de l'eau filtrée (2), laquelle cuve sera utilisée alternativement pour alimenter le procédé de fabrication d'hypochlorite de sodium ainsi que le stockage d'eau traitée dans lequel sera injecté l'hypochlorite de sodium produit pour réaliser la potabilisation. 8- Dispositif de potabilisation de l'eau selon l'une quelconque des revendications 5 à 30 caractérisé en ce que l'eau traitée est stockée dans au moins une cuve (4) ou plusieurs cuves (5) (6)