L’osmose inverse élimine-t-elle le chlore ? Le rôle du charbon
Un système d’osmose inverse élimine bien le goût et l’odeur de chlore de l’eau, mais ce n’est pas la membrane elle-même qui s’en charge. Dans un système comme le Hydrion Purity RO600, cette tâche revient à l’étape au charbon située en amont de la membrane. Il est donc plus juste de dire que la membrane est protégée du chlore que de la présenter comme le composant conçu pour le traiter. Le chlore libre et la chloramine sont tous deux des oxydants, et les membranes composites à couche mince utilisées dans les systèmes d’osmose inverse domestiques sont facilement endommagées par les oxydants qui atteignent leur surface. La chloramine pose une difficulté supplémentaire : les services publics l’utilisent notamment parce qu’elle conserve son pouvoir désinfectant plus longtemps que le chlore ordinaire, ce qui la rend aussi plus difficile à éliminer complètement par une étape au charbon.
- C’est l’étape au charbon située en amont de la membrane qui réduit effectivement le chlore ; le rôle de la membrane est de rejeter les solides dissous, pas de neutraliser un désinfectant.
- Les membranes d’osmose inverse composites à couche mince peuvent être endommagées de façon permanente par le chlore ou la chloramine, ce qui explique principalement pourquoi la filtration au charbon intervient en premier.
- La chloramine ne se dissipe pas comme peut le faire le chlore libre : une étape au charbon efficace contre le chlore peut donc tout de même laisser une trace de chloramine.
- Si le goût de chlore réapparaît au fil du temps, cela indique généralement que l’étape au charbon est usée, et non que la membrane est défectueuse.
Pourquoi la membrane n’est pas l’élément qui élimine le chlore
Une membrane d’osmose inverse fonctionne en faisant passer l’eau à travers une barrière extrêmement fine que les solides dissous, les métaux lourds et de nombreux autres contaminants ne peuvent pas franchir. Ce mécanisme de filtration n’a rien à voir avec la neutralisation chimique d’un désinfectant : il s’agit d’un processus de rejet physique fondé sur la taille des pores et la pression, et non d’une réaction avec les molécules de chlore. Il est raisonnable de penser que la membrane « élimine » le chlore comme elle élimine les solides dissous, mais cela revient à méconnaître sa véritable fonction.
Les membranes utilisées dans les systèmes domestiques sont des membranes composites à couche mince, constituées d’une couche de polyamide qui leur confère leur grande capacité de filtration. Cette même couche de polyamide les rend aussi vulnérables : le chlore est considéré comme une menace majeure pour les membranes composites à couche mince. S’il atteint la membrane, il provoque des dommages irréversibles, dégrade la couche active et réduit ensuite la capacité de la membrane à rejeter les solides dissous (source : Puretec Industrial Water, prétraitement et post-traitement de l’osmose inverse). Un autre aperçu technique le dit tout aussi clairement : ces membranes ne tolèrent ni le chlore ni la chloramine, et ces deux oxydants sont susceptibles de causer des dommages irréversibles (source : Puretec Industrial Water, les bases de l’osmose inverse). C’est pourquoi un système d’osmose inverse domestique se compose d’une succession d’étapes plutôt que d’une membrane seule dans la conduite d’eau : lorsque l’eau atteint la membrane, le chlore est censé avoir déjà été éliminé par une étape précédente spécialement conçue à cet effet.
Les recommandations de santé publique sur le traitement de l’eau à domicile reconnaissent que les filtres à osmose inverse réduisent les contaminants tels que le plomb, le cuivre, le chrome, le chlorure et le sodium. Elles conseillent toutefois à toute personne qui choisit un filtre de vérifier précisément quels contaminants celui-ci est certifié pour réduire, plutôt que de supposer qu’il offre une protection générale (source : CDC, traitement de l’eau à domicile : les filtres à eau). Ces recommandations signalent également un point connexe qui concerne principalement les systèmes installés à l’entrée d’eau de toute une habitation : éliminer le résidu désinfectant de toute l’eau qui entre dans un bâtiment peut favoriser la prolifération de microorganismes plus loin dans la plomberie. Un système sous évier alimentant son propre robinet est différent d’un système pour toute la maison, mais le raisonnement de fond explique toujours l’ordre des étapes : l’élimination du chlore est une étape intentionnelle placée avant la membrane, et non un effet secondaire à éviter. Pour comprendre pourquoi le chlore est présent dans l’eau du robinet, cet aperçu du chlore dans l’eau du robinet donne plus de contexte.
Le rôle réel de l’étape au charbon
Le charbon actif élimine le chlore de l’eau par adsorption, un processus chimique au cours duquel les molécules de chlore se lient à la surface du charbon lorsque l’eau la traverse. Il ne fonctionne pas en retenant les particules comme le ferait un filtre à sédiments. Cette différence a son importance dans la conception de l’étape : un bloc de charbon doit offrir une surface suffisante et être en contact assez longtemps avec l’eau pour faire son travail. C’est pourquoi, dans la plupart des systèmes sous évier, il est fabriqué sous forme de bloc dense plutôt que de granulés en vrac.
La page produit du RO600 décrit sa première cartouche, l’étape PPC, comme une couche de sédiments en polypropylène associée à un bloc de charbon : la couche de sédiments retient le sable, la rouille et d’autres particules, tandis que le bloc de charbon est présenté comme réduisant le chlore, avant la membrane RO 600G et le postfiltre TC qui la suit. Cette description relève d’une affirmation du fabricant et non d’un résultat vérifié de façon indépendante, mais elle correspond à la conception générale des systèmes d’osmose inverse, où le charbon est placé précisément pour protéger la membrane contre les dommages causés par les oxydants. Pour en savoir plus sur les raisons générales de la présence de charbon dans les systèmes d’osmose inverse et sur les différences avec un filtre à charbon autonome, la comparaison entre les filtres à osmose inverse et les filtres à charbon approfondit le sujet.
La capacité du charbon à adsorber le chlore n’est pas illimitée. Une fois la capacité de la cartouche épuisée, le chlore peut recommencer à passer jusqu’à la membrane, même si la cartouche semble encore intacte. C’est pourquoi une étape au charbon est une pièce à remplacer à intervalles réguliers, et non un élément que l’on installe une fois pour toutes : la page produit du RO600 recommande de remplacer l’étape PPC environ tous les six mois, le postfiltre TC environ tous les douze mois et la membrane d’osmose inverse environ tous les vingt-quatre mois, chacune selon son propre calendrier. Si le chlore réapparaît, une étape au charbon usée est une explication plus probable qu’une membrane usée. C’est pourquoi la cartouche de rechange PPC est vendue séparément, plutôt que d’être proposée uniquement avec le remplacement du système complet.
La chloramine est plus difficile à traiter
Certains services publics désinfectent l’eau avec de la chloramine, obtenue en ajoutant de l’ammoniac au chlore, à la place du chlore ordinaire ou en complément de celui-ci. Ils le font parce que la chloramine assure une désinfection plus durable pendant que l’eau circule de l’usine de traitement jusqu’au robinet du consommateur (source : EPA, les chloramines dans l’eau potable). À l’inverse, le chlore libre est consommé relativement rapidement et peut se dissiper, notamment en laissant simplement reposer l’eau. La chloramine ne se comporte pas de la même façon : elle persiste beaucoup plus longtemps et ne s’élimine pas d’elle-même (source : CDC, désinfection de l’eau au chlore et à la chloramine).
C’est cette persistance qui rend la chloramine plus difficile à éliminer complètement par une étape au charbon. Le charbon actif granulaire élimine le chlore résiduel ou la chloramine, mais il a tendance à retirer le désinfectant principalement dans la partie supérieure du lit filtrant, plutôt que de façon uniforme dans toute la cartouche. Son efficacité contre un composé persistant comme la chloramine n’est donc pas la même que contre le chlore libre ordinaire (source : Puretec Industrial Water, les bases de l’osmose inverse). Une étape au charbon réduit tout de même la chloramine, mais les personnes dont l’eau contient de la chloramine ne doivent pas s’attendre au même résultat rapide qu’avec du chlore ordinaire. Si la chloramine est la principale préoccupation, cet article consacré aux filtres à chloramine présente les médias filtrants autonomes conçus pour traiter ce cas plus difficile.
Comment savoir quel désinfectant est utilisé dans votre eau
La plupart des services publics indiquent le désinfectant utilisé dans le rapport annuel sur la qualité de l’eau qu’ils sont tenus de publier. Aux États-Unis, ce rapport est souvent appelé « Consumer Confidence Report » et se trouve généralement sur le site Web du service public ou peut être obtenu sur demande. Appeler directement le service public et lui demander si l’eau est chlorée ou traitée à la chloramine permet d’obtenir une réponse claire lorsque le rapport est difficile à trouver ou n’est pas à jour. Aucune de ces démarches ne nécessite d’équipement spécial, et connaître la réponse est plus utile que de se fier uniquement au goût : l’odeur plus discrète de la chloramine peut la rendre moins facile à détecter que le chlore ordinaire, même lorsqu’elle est présente.
Ce que cela signifie en pratique
Lorsque l’étape au charbon fait son travail, deux choses doivent être vraies en même temps : l’eau qui sort du robinet n’a ni le goût ni l’odeur du chlore, et la membrane en aval est protégée de l’exposition aux oxydants qui réduirait autrement sa durée de vie. Ces deux résultats sont liés parce qu’ils découlent du même mécanisme, et non de deux éléments distincts du système fonctionnant indépendamment l’un de l’autre.
Si le goût ou l’odeur de chlore réapparaît après des mois où l’eau avait bon goût, il vaut mieux commencer par vérifier l’étape au charbon plutôt que de supposer que la membrane est défectueuse. Le chlore n’est qu’un des facteurs susceptibles d’affecter une membrane d’osmose inverse au fil du temps. Pour consulter la liste complète des causes, notamment le tartre, les sédiments et une faible pression, les facteurs qui peuvent endommager une membrane d’osmose inverse présente le reste des éléments à prendre en compte. Remplacer l’étape au charbon selon le calendrier indiqué, plutôt que d’attendre que le goût change, permet de préserver à la fois le goût de l’eau et la protection de la membrane. C’est une tâche plus simple et plus fréquente que toute intervention sur la membrane elle-même. Pour découvrir plus largement le fonctionnement de l’osmose inverse au-delà de cette question, le guide complet de l’osmose inverse est un bon point de départ.