État des lieux des pratiques réglementaires et techniques dedésinfection des réseaux d'eau destinée à la consommation

humaine

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Sommaire1. Objet.....................................................................................................................................................5

2. Contexte................................................................................................................................................5

3. Méthodologie........................................................................................................................................5

4. Dispositions règlementaires..................................................................................................................6

4.1 Le code de la santé publique...............................................................................................................6

4.2 La qualité d’eau d’alimentation des bâtiments...................................................................................7

4.3 Les produits et procédés de traitement autorisés................................................................................8

5. Les documents techniques..................................................................................................................11

5.1 Les documents techniques unifiés (DTU)........................................................................................11

5.2 Les guides techniques du centre scientifique et technique du bâtiment...........................................12

5.3 Documents ARS/CSTB....................................................................................................................18

6. Les pratiques étrangères.....................................................................................................................20

7. Les pratiques de terrain.......................................................................................................................22

7.1 Les pratiques historiques..................................................................................................................23

7.2 Les nouvelles pratiques....................................................................................................................25

8. Comportement des matériaux des réseaux sanitaires avec les produits chimiques............................26

8.1 Tableau de compatibilité chimique des matériaux...........................................................................26

8.2 Études Cetim sur l’influence du détartrage et de la désinfection.....................................................27

8.3 Travaux scientifiques : compatibilité matériaux/désinfection..........................................................29

9. Les normes produits et la certification...............................................................................................31

10. Conclusion........................................................................................................................................33

10.1 Synthèse de la bibliographie...........................................................................................................33

10.2 Proposition d’un protocole d’essais................................................................................................34

11. Sélection de références bibliographiques.........................................................................................36

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Avant-Propos

Cette demande émane du comité robinetterie sanitaire bâtiment du Cetim.

1. Objet

L'objectif de cette étude est de recenser les protocoles (chimique et thermique) appliqués aux différentes étapes de la réalisation d'un réseau d'eau destinée à la consommation humaine (EDCH) interne au bâtiment, c'est-à-dire à la mise en service initial et au cours de son exploitation.

Elle vise à recenser les protocoles réalisés dans le cadre des marques de qualité et à proposer, le cas échéant, de nouveaux protocoles de désinfection permettant de tester les performances des produits, en accord avec les stratégies de traitement menées sur le terrain.

Les pratiques de désinfection des réseaux d’adduction d’eau potable ne sont pas abordées dans le cadre de cette étude.

2. Contexte

Le maintien de la qualité sanitaire de l'eau au robinet du consommateur exige la mise en place de stratégies de traitement adaptées aux réseaux d'EDCH. En effet, au cours de son transport le niveau de la qualité microbiologique de l'eau peut varier, notamment en raison de la présence de zones de faible circulation dans les installations d'eau à l'intérieur des bâtiments.

Par conséquent, les exploitants mettent en œuvre des stratégies de nettoyage et de traitement de type chimique ou thermique soit pour anticiper le développement de microorganismes (traitement préventif) soit pour éliminer les bactéries présentes (traitement curatif).

Dans ce contexte, les équipements des réseaux d'EDCH subissent également ces traitements de manière répétée ou continue. Afin de valider leur aptitude à l'emploi, les produits de la robinetterie-cycle de l'eau et bâtiment-sanitaire font l'objet de tests de performance selon des protocoles normalisés. Cependant, ces derniers n'ont pas été mis à jour en tenant compte des évolutions réglementaires et des pratiques actuelles.

3. Méthodologie

Sur la base de l'étude des documents réglementaires, des retours d'expériences des sociétés intervenant dans la maîtrise de la qualité sanitaire de l'eau et de la littérature en la matière, l’étude propose de :

recenser les protocoles de désinfection réalisés en particulier dans les installations d'eau à l'intérieur des bâtiments en France et à l'échelle européenne ;

comparer ces protocoles à ceux décrits dans les normes ; proposer des protocoles mis à jour.

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4. Dispositions règlementaires

La directive 98/83/CE du 3 novembre 1998 relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine constitue le cadre réglementaire européen en matière d’eau potable. Cette directive s’applique à l’ensemble des EDCH, à l’exception des eaux minérales naturelles et des eaux médicinales. Les eaux concernées sont notamment celles fournies par un réseau de distribution public ou privé, les eaux conditionnées et les eaux utilisées dans les entreprises alimentaires [DGS05].

Cette directive a été transposée en droit français par le décret n° 2001-1220 du 20 décembre 2001. Ce décret abrogé a été codifié depuis mai 2003 dans le code de la santé publique aux articles R. 1321-1 à R. 1321-66. Deux arrêtés du 11 janvier 2007 définissent respectivement les limites et références de qualité des eaux brutes et des EDCH ainsi que le programme de prélèvements et d’analyses du contrôle sanitaire pour les eaux fournies par un réseau de distribution.

4.1 Le code de la santé publique

Le code de la santé publique (CSP) fixe des règles d'hygiène applicables au EDCH et notamment l'article R 1321-55 : « Les installations de distribution d’eau mentionnées à l’article R. 1321-43 doivent être conçues, réalisées et entretenues de manière à empêcher l’introduction ou l’accumulation de micro-organismes, de parasites ou de substances constituant un danger potentiel pour la santé des personnes ou susceptibles d’être à l’origine d’une dégradation de la qualité de l’eau destinée à la consommation humaine distribuée, telle qu’il ne soit plus satisfait aux exigences fixées aux articles R. 1321-2 et R. 1321-3 […]. Ces installations doivent, dans les conditions normales d’entretien, assurer en tout point la circulation de l’eau. Elles doivent pouvoir être entièrement nettoyées, rincées, vidangées et désinfectées ».

En conséquence, pour répondre à cette exigence certaines installations d'EDCH à l'intérieur des bâtiments comportent des postes de traitement de désinfection préventive réalisée en continue.

Par ailleurs, l'article R. 1321-56 du CSP précise également que : « Les réseaux et installations définis aux 1° et 2° de l’article R. 1321-43 doivent être nettoyés, rincés et désinfectés avant toute mise ou remise en service ».

Les installations concernées par ces dispositions sont notamment les réseaux publics de distribution d'EDCH, incluant les branchements publics reliant le réseau public au réseau intérieur de distribution, et également le réseau intérieur de distribution équipant les immeubles.

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4.2 La qualité d’eau d’alimentation des bâtiments

Bien que les pratiques de désinfection réalisées dans les réseaux d’eau potable soient hors champs de cette étude, il convient de préciser que l’eau d’alimentation des bâtiments peut présenter un résiduel de désinfectant.

En effet, afin d’assurer la qualité de l’eau potable dans les réseaux jusqu’au robinet du consommateur et d’éliminer les éventuels polluants présents, les eaux brutes captées subissent des traitements plus ou moins complexes selon la qualité des eaux (figure 1) [DGS05].

Figure 1 : exemple d’organisation d’une alimentation en eau potable, de la ressource jusqu’au robinet

du consommateur (cas où des captages d’eau superficielle et d’eau souterraine sont utilisés pour la

production d’eau potable) [DGS05]

Sur le territoire national, c’est plus de 15 000 stations de traitement qui assurent le traitement de plus de 10 millions de mètres cubes d’eau brute. La quasi-totalité des procédés de traitement mis en œuvre pour produire de l’eau potable comporte une étape finale de désinfection (figure 2). Une classification des procédés de traitement des eaux utilisés est défini par la directive européenne n°75/440/CEE du 16 juin 1975. Les catégories sont précisées comme suit :

A1 : traitement physique simple et désinfection, par exemple filtration rapide et désinfection ;

A2 : traitement normal physique, chimique et désinfection, par exemple prétraitement, coagulation, floculation, décantation, filtration, désinfection (chloration finale) ;

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A3 : traitement physique, chimique poussé, affinage et désinfection, par exemple prétraitement, coagulation, floculation, décantation, filtration, affinage (charbon actif), désinfection (chloration finale).

Figure 2 : répartition des stations de traitement selon le type de traitement mis en œuvre et le débit

d’eau traitée - situation en 2004

Seules les stations de traitement pour des classes de débit compris entre 100-1999 m3/l et inférieures à 100 m3/l présentent une part significative de traitement sous étape de désinfection, respectivement de l’ordre de quelques pourcentages et d’une dizaine de pourcentages.

Finalement, l’eau d’alimentation des bâtiments comporte dans la majorité des cas un résiduel de chlore pour assurer la qualité sanitaire de l’eau. Ce résiduel vient s’ajouter aux traitements de désinfection réalisés à l’intérieur des bâtiments.

4.3 Les produits et procédés de traitement autorisés

Les articles 1321-48 et suivants définissent les conditions que doivent remplir les produits et matériaux pour pouvoir être mis en contact avec de l’EDCH.

En application de ces articles, la circulaire DG 5/VS 4 n° 2000-166 du 28 mars 2000 relative aux produits de procédés de traitement des eaux destinées à la consommation humaine établit ainsi la liste des procédés et produits de traitement autorisés pour la désinfection. Elle comporte notamment les produits présentés dans le tableau 1.

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Traitement par le chlore et ses dérivés chlore (NF EN 937)

hypochlorite de calcium (NF EN 900)

hypochlorite de sodium (NF EN 901)

dioxyde de chlore1 (NF EN 12671)

Traitement par l'ozone ozone (NF EN 1278)

ozone (NF EN 12876)

1: fabriqué in situ

Tableau 1 : extrait de la circulaire du 28 mars 2000

Par ailleurs, la circulaire DGS/SD7A/SDC-DHOS/E4 n°2002/243 du 22 avril 2002 précise l'ensemble des traitements autorisés en France pour désinfecter les réseaux d'eau chaude sanitaire à l'intérieur des bâtiments (tableau 2).

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Produits Utilisation en traitement continu

Utilisation en traitement discontinua

Utilisation en traitement choc curatifb

Composés chlorés générant des hypochlorites

(hypochlorite de sodium ou de calcium, chlore gazeux, hypochlorite de calcium)

1 mg/L de chlore libre

10 mg/L de chlore libre pendant 8 h

100 mg/L de chlore libre pendant 1 h

ou 50 mg/L de chlore libre pendant 12 h

ou 15 mg/L de chlore libre pendant 24 h

Dichloroisocyanurates (de sodium ou de sodium hydratés)

Non10 mg/L en équivalent chlore libre pendant 8 h

100 mg/L de chlore libre pendant 1 h

ou 50 mg/L de chlore libre pendant 12 h

ou 15 mg/L de chlore libre pendant 24 h

Dioxyde de chlore 1 mg/L de chlore libre Non Non

Peroxyde d’hydrogène mélangé avec argent Non

100 à 1000 mg/L de peroxyde d’hydrogènec

Acide pratique en mélange avec du peroxyde d’hydrogène

Non Non 1000 ppm en équivalent H2O2 pendant 2 h

Soude Non Non

Procédés

Choc thermique

Au moins 50°C en distribution et inférieur à 50°C au point d’usage

traitement discontinu :

70°C pendant 30 min

Filtration membranaire seuil de coupure 0,2 µm Oui Non Non

Tableau 2  : désinfectants utilisables en France dans les réseaux ECS

(extrait de la circulaire du 22 avril 2002)a: les modalités de désinfection préconisées pour les traitements discontinus n'ont été validées que pour de petits réseaux, et les retours d'expériences ne permettent pas de les valider actuellement pour les réseaux de taille plus importanteb: les concentrations de désinfectants sont données à titre indicatifs. Il faut s'assurer au préalable de la tenue des matériaux avec les types et les doses de désinfectants utilisés.c: pour un temps de contact fonction de la concentration et pouvant aller jusqu’à 12 heures.d: cependant des précautions doivent être prises pour la tenue des matériaux. Cette solution doit être envisagée en dernier ressort et avec de grandes précautions en raison des risques encourus par le personnel.

NB: la filtration membranaire est utilisée uniquement au point d'usage.

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En conclusion, la réglementation impose une désinfection lors de la mise en service des installations d'EDCH pour distribuer de l'eau, respectant les critères de potabilité dès l'occupation des locaux. Par ailleurs, elle énonce également les produits autorisés (nature) et les conditions opérationnelles de leur efficacité (concentration et temps de contact) lors d'une contamination microbienne au cours de l'exploitation des réseaux ou pour prévenir tout développement bactérien.

5. Les documents techniques

5.1 Les documents techniques unifiés (DTU)

5.1.1 Généralités sur les NF DTU

Les principales recommandations techniques en vigueur sont rassemblées dans les normes et les documents techniques unifiés (DTU). Les DTU sont des cahiers des clauses techniques types pour les travaux, utilisables comme références pour l’établissement des clauses contractuelles de chaque marché de travaux pour la réalisation d’un ouvrage donné. Ils ont le statut de norme (NF DTU) et sont élaborés par des commissions de normalisation sous le contrôle général de l’Afnor.

À ce titre, ils demeurent strictement optionnels et contractuels, même s’ils sont représentatifs des bonnes pratiques, capables d’assurer aux ouvrages réalisés les résultats attendus en matière de qualité, de comportement à l’usage et de durabilité. Dans le cadre d'un marché privé de travaux, le DTU peut avoir une valeur contractuelle dans le cas où le maître d'ouvrage et l'entrepreneur signe un accord et l'introduit comme une pièce du marché.

Le marché de travaux doit, en fonction des particularités de chaque projet, définir dans ses documents particuliers, l’ensemble des dispositions nécessaires qui ne sont pas définies dans les NF DTU ou celles que les contractants estiment pertinent d’inclure en complément ou par aux spécifications des NF DTU.

5.1.2 DTU 60.1

L'un des principaux référentiels techniques applicables aux réseaux d’eau froide et chaude sanitaire est le DTU 60.1 - Plomberie sanitaire pour bâtiments. Ce document, mis à jour en juillet 2012, propose dans son annexe A de la partie P1-1-1, une procédure de désinfection des réseaux avant la mise en service. Cette annexe est donnée à titre informatif.

Cette procédure est composée de trois étapes :

• A1 : préparation des installations ;• A2 : mise en eau, désinfection, rinçage terminal ; • A3 : modalité d'évaluation de l'efficacité de la désinfection.

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L'étape A2 détaille les séquences des opérations intégrant le traitement de désinfection. Ces dernières sont retranscrites ci-dessous.

Figure 3 : les étapes de mise en eau, désinfection et rinçage terminal selon l'annexe A du

DTU 60.1 P1-1-1

Il est également précisé que "les exutoires sont ouverts en allant des parties les plus basses vers les parties les plus hautes (de l’amont vers l’aval du réseau). Les exutoires sont ensuite refermés aussitôt."

En conclusion, cette procédure expose les grandes étapes de la mise en service (mise en eau, désinfection et rinçage) sans préciser cependant un certain nombre d'éléments nécessaires à la réussite de cette mise en service et notamment la nature des produits de désinfection à utiliser et les temps de contact à respecter. Elle précise toutefois les paramètres minimaux de l'eau à analyser pour évaluer l'efficacité de la désinfection.

5.2 Les guides techniques du Centre scientifique et technique du bâtiment

Les guides techniques, sans caractère réglementaire, ont vocation à éditer des règles techniques de conception, de réalisation et de maintenance des installations.

5.2.1 Guide technique de conception et de mise en œuvre

Cet ouvrage, édité en 2005, traite des différentes étapes de conception, de réalisation et de mise en service des installations de distribution d'eau chaude et froide sanitaire [CST05].

Il a pour objectif de proposer des solutions techniques pour minimiser les risques de dégradation de la qualité de l'eau lors de son séjour dans les réseaux de distribution situés à l'intérieur des bâtiments. À ce titre, il présente notamment des schémas d'installation des équipements des réseaux intérieurs concernant les traitements complémentaires de l'eau

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destinée à la consommation humaine et les procédures de mise en service et livraison des réseaux.

Poste de traitement

L’installation d’un bloc d’injection de produit doit répondre à certaines exigences techniques. Elles sont présentées dans la figure 4.

Figure 4 : schéma d’un poste d’injection de produit [CST05]

Outre la mise en place d’une manchette témoin sur la canalisation de départ pour contrôler son état de surface interne, un ensemble de protection antipollution de type EA (clapet de non-retour contrôlable) doit être installé sur l’arrivée générale à l’amont du point d’injection.

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Procédures avant mise en service et livraison [CST05]

La procédure à réaliser avant la mise en service est décrite dans la fiche n°1 du chapitre 7 du guide technique maintenance et présentée sur la figure 5.

Une fois les essais d’étanchéité effectués, la procédure de nettoyage – désinfection –rinçage doit être mis en œuvre. Le détail de cette procédure est présentée dans la fiche n°2 du chapitre 7 du guide technique maintenance, elle précise notamment les éléments suivants :

Figure 5 : les différentes étapes à réaliser avant la mise en service [CST05]

le rinçage est réalisé avec de l’eau du réseau à une vitesse supérieure à 1 m/s pendant 2 heures en vue de réaliser un nettoyage mécanique des surfaces ;

lors de la préparation des installations, les matériaux constitutifs des installations sont compatibles avec le désinfectant envisagé ;

la désinfection doit être réalisée avec des produits autorisés. Un exemple est décrit avec du chlore en produit de désinfection et du permanganate de potassium utilisé comme traceur. Le réseau est rempli complétement avec la solution désinfectante puis tous les exutoires sont ouverts et refermés une fois la solution présente aux robinets (figure 6).

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Figure 6 : les différentes étapes à réaliser avant la mise en service [CST05]

Les temps de contact à respecter sont précisés également :

100 mg de chlore/ litre pendant 3 heures, ou 50 mg de chlore/ litre pendant 6 heures, ou 25 mg de chlore/ litre pendant 12 heures, ou 15 mg de chlore/ litre pendant 24 heures.

Ces quatre possibilités, en concentration et en temps de contact, sont à choisir en fonction de la compatibilité avec les matériaux constitutifs de l’installation.

5.2.2 Guide pratique sur les procédés de traitement

Ce document rassemble notamment les règles techniques de construction dans le domaine des procédés de traitement des eaux à l’intérieur des bâtiments individuels ou collectifs [DER11]. Complémentaire aux textes de références, il présente les détails d’exécution présentant les nombreuses situations possibles de mise en œuvre.

Les procédés préventifs de lutte contre la prolifération des légionnelles par injection de produit y sont abordés. Il s’agit de traitements de désinfection appliqués en continu à des concentrations définies par la circulation du 22 avril 2002.

Deux situations de fabrication du produit peuvent se rencontrés.

Une fabrication en usine et une injection avec ou sans dilution, c’est le cas notamment de l’hypochlorite de sodium (NaOCl).

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Figure 7 : injection de produit de désinfection de fabrication industrielle [DER11]

Une fabrication in situ, avec le mélange de plusieurs réactifs chimiques ou par électrolyse comme par exemple pour le dioxyde de chlore (ClO2).

Figure 8 : génération de dioxyde de chlore par mélange de deux produits

Dans les deux cas, une maîtrise de la concentration du désinfectant est nécessaire. Pour cela la mise en place d’un compteur émetteur d’impulsion ou d’une ou plusieurs sondes d’oxydo-réduction ou chlore libres placés sur le départ et/ou sur le retour de boucle.

5.2.3 Guide pour la maîtrise du risque de développement des légionnelles

Le renforcement des exigences réglementaires sur la qualité sanitaire de l'eau à l'intérieur du bâtiment a permis de stabiliser le nombre de cas de légionelloses en France. Néanmoins, les contaminations des réseaux d'eau chaude sanitaire persistent. Fort de son retour d'expérience, le CSTB a accompagné les pouvoirs publics (direction générale de la santé et direction générale de l’offre des soins) dans la rédaction d'un guide technique, en vue de maîtriser le risque de développement des légionnelles dans le cadre de la réhabilitation des réseaux.

Ce document, publié en mars 2012, vise à apporter au chef d’établissement ou au responsable gestionnaire une meilleure lisibilité des actions à engager sur les installations d’eau chaude sanitaire (ECS) existantes dans le cadre d’une stratégie globale. Il est construit de manière à

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permettre l’identification rapide des différentes composantes du réseau, les difficultés majeures et les pistes d’actions envisageables.

Dans le cas d’une contamination avérée du réseau d’eau chaude sanitaire en légionnelles, une procédure d’action curative de désinfection en locaux occupés est présentée (figure 9).

Figure 9 : les différentes étapes à réaliser avant la mise en service [COR12]

Cette décontamination consiste à atteindre les parties stagnantes du réseau ECS et à les désinfecter par l’action commune de la température, de la vitesse de circulation, du chlore et de la circulation à contresens du courant classique (figure 27). Cette désinfection est à réaliser boucle par boucle. Pendant toute la durée de ces décontaminations, l’usage et l’accès aux exutoires seront interdits. La méthodologie générale et les différentes étapes de ces actions sont décrites ci-dessous.

mettre en place une chloration et régler la température de départ ECS à 60°C. Il sera nécessaire de prévoir un surdosage de 1 ppm par rapport à la concentration habituellement injectée, dans la limite de 3 ppm ;

nettoyage et désinfection de la production ; réalisation d’une décontamination à contre-courant sur les canalisations inférieures

À 50 °C :

isoler la colonne concernée, ouvrir tous les robinets de la colonne pendant 60 minutes (un filet d’eau suffit).

Il est à noter que la robinetterie peut se colmater lors de cette opération.

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5.3 Documents ARS/CSTB

En mars 2014, deux documents d’aide à la conception et à la maintenance des installations d’eau sanitaire à l’intérieur des bâtiments sont parus [CST14].

Ces documents, destinés aux constructions neuves, ont pour objectif d'être intégrés, comme annexes techniques, aux programmes architecturaux pour la réalisation des établissements de santé, sociaux et médico-sociaux d'hébergement pour personnes âgées. Ils peuvent également servir de base à la rédaction d'un cahier des clauses techniques particulières concernant le lot plomberie.

Outre des chapitres généraux sur les principes de conception, les réseaux, les équipements et la mise en œuvre, la mise en exploitation des installations est détaillée.

5.3.1 Mise en exploitation des réseaux

La mise en exploitation des réseaux comporte trois étapes :

la phase préparatoire avant réception ; la phase de réception ; la phase de possession des locaux avant 1ère occupation.

En préambule, il est précisé que « …les produits désinfectants utilisés lors de la mise en exploitation soient conformes aux dispositions du code de la santé publique relatives aux eaux destinées à la consommation humaine, et compatibles avec tous les matériaux constitutifs des installations, robinetterie incluse ».

L’ensemble de la mise en exploitation regroupant les trois phases est décrit schématiquement (figure 10).

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Figure 10 : les différentes phases de la mise en exploitation des installations

Cette mise en exploitation rassemble plusieurs niveaux de désinfection.

une désinfection préventive à base de chlore libre, accompagnée de puisages 2 à 3 fois par semaine sur tous les exutoires 100% sur l’eau froide et 100% sur l’eau chaude ;

une désinfection choc par secteur avec du chlore ou du peroxyde d’hydrogène ; puis après réception et une semaine avant la 1ère occupation, une désinfection préventive

doit être maintenue pour assurer la préservation de la qualité d’eau jusqu’aux points d’usage.

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5.3.2 Comportement des matériaux avec les produits de désinfection au cours de l’exploitation des réseaux

Concernant les canalisations d’eau froide et d’eau chaude sanitaire, le document de conception précise que : « Les collecteurs d’EFS devront supporter la désinfection chimique. Le réseau d’EFS situé au niveau des bouclages d’ECS devra supporter la désinfection thermique et la désinfection par produit chimique.

Les canalisations d’ECS devront supporter la désinfection thermique et le traitement par produit chimique autorisé par la réglementation conformément à la circulaire du 22 avril 2002 relative à la prévention du risque lié aux légionnelles dans les établissements de santé.

Enfin, le domaine d’emploi des matériaux (les canalisations, les flexibles ou raccordements d’alimentation et la robinetterie) concernant leur comportement avec les produits de désinfection en température et en pression devra être fourni par le fabricant (pression, température, concentration des produits de désinfection et temps de contact). »

En synthèse, les traitements de désinfection peuvent être mis en œuvre à deux stades de la construction d’un bâtiment :

à la réception : la désinfection à la mise en service est de type curatif, associé à des analyses

d’eau pour valider la conformité de la qualité d’eau et ainsi procéder à la livraison des installations de plomberie. Il est désormais fréquent de constater l’application d’un traitement chimique en continu dès la mise en eau des réseaux avant réception et jusqu’à l’exploitation effective du bâtiment.

au cours de son exploitation : ce traitement de désinfection est réalisé de manière permanente pour prévenir le

développement de bactérie de type légionnelle. Par ailleurs, dans le cas de la présence de légionnelles dans le réseau, des traitements de type curatif (choc) ou ciblés à des concentrations limitées (1 à 3 mg/l) sont effectués.

6. Les pratiques étrangères

Les traitements de désinfection mis en œuvre dans les installations d’EDCH au niveau européen sont réalisés afin d’assurer le maintien de la qualité sanitaire de l’eau et essentiellement pour lutter contre le développement de légionnelle dans les réseaux d’eau chaude sanitaire.

Un recensement des préconisations de désinfection de plusieurs pays européens est synthétisé dans le tableau 4. Celui-ci rassemble le type de traitement réalisé (chimique ou thermique), les concentrations et les temps de contact éventuellement appliqués par pays.

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PaysTraitement chimique

Traitement thermiqueProduit Concentration/tps contact

Allemagne [GER10]

[DVG00]

[DVG04]

Chlore

ClO2

0,3 mg/l, 4 mois max.

0,2 mg/l, 4 mois max.

3 min. à 70°C

Chlore 50 mg/l pendant 12 h

Peroxyde d’hydrogène

150 mg/l pendant 24 h

ClO2 6 mg/l pendant 12 h

Angleterre [HEA00]

Chlore

ClO2

50 mg/l pendant 1 h.

20 mg/l pendant 2 h.

5 min. à > 60°C

ClO2 0,5 mg/l

Irlande [HEA09]

Chlore 10 à 50 mg/l 5 min. à 65°C

Espagne [ASO05], [SUB05]

Chlore 0,2 et 1 mg/l (en continu) 70°C

Chlore 20 et 30 mg/l pendant respectivement 3h et 1h à pH 7

Autriche [MIN05]

Chlore

ClO2

0,3 mg/l maximum

0,4 mg/l maximum

3 min à 70°C

Chlore

ClO2

30-60 mg/l pendant 8-12h

5-10 mg/l pendant 8-12h

Italie [DIR05]

[RES08]

NaOCl 1 mg/l à 3 mg/l (en continu) 70-80°C pendant 30 min

50 mg/l pendant 1 heure

20 mg/l pendant 2 heures

Suisse [OFF09]

NaOCl Sans consensus, calqué sur la France et l’Angleterre

>70°C pendant 5 min

NaOCl 2 à 3 mg/l en continue

Non compatible avec la réglementation suisse

Tableau 3 : recensement des traitements de désinfection mis en œuvre dans certains pays européens

Traitement préventif

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Ce tableau recense les pratiques listées notamment dans des guides techniques. Il n’existe, à notre connaissance, aucun retour d’expérience sur les pratiques réellement mises en œuvre sur le terrain dans ces pays.

Il convient de signaler que les traitements proposés pour les lignes directrices sous forme de préconisations sont proches des traitements mis en place sur le territoire français.

Le produit de désinfection majoritairement mentionné est le chlore et principalement l’hypochlorite de sodium. Le dioxyde de chlore est également répertorié en traitement continue.

Les traitements en continue, effectués de manière préventive sont également très présents (Angleterre, Espagne, Autriche, Italie). Certains fabricants, comme en Allemagne, limitent les traitements préventifs en hypochlorite de sodium et en dioxyde de chlore en termes de concentration (respectivement à 0,3 mg/l et 0,2 mg/l) et en temps de contact cumulé sur la durée de vie de l’installation (4 mois maximum). Cette pratique montre l’impact négatif que les produits de désinfection peuvent avoir lorsqu’ils sont appliqués en permanence sur les installations.

Selon les pays, les traitements chimiques ne sont toutefois pas la réponse prioritaire à mettre en œuvre pour des cas de contamination des réseaux d’eau par des légionnelles. Les pratiques allemandes, par exemple, montrent un travail important et nécessaire au niveau de la conception et du fonctionnement hydraulique des réseaux d’eau chaude sanitaire pour assurer des débits compatibles avec des températures supérieures à 50°C dans le circuit d’eau chaude sanitaire. Des traitements thermiques ou chimiques sont éventuellement réalisés sur des installations présentant des taux élevés en légionnelles. Ils restent ponctuels.

7. Les pratiques de terrain

Dans le cadre de son activité de gestion de la qualité sanitaire de l’eau et des expertises menées sur la dégradation des matériaux des réseaux d’eau intérieurs (accessoires et canalisations), le CSTB est amené à rencontrer des sociétés intervenant dans le domaine du traitement d’eau des installations d’eau sanitaire à l’intérieur des bâtiments.

De manière complémentaire, nous avons pris contact et interviewé des sociétés ayant des contrats de maintenance pour assurer le maintien de la qualité d’eau au cours de l’exploitation des circuits d’eau des bâtiments, de type logement ou pour le compte de groupes privés de l’hôtellerie ou de maisons de retraite.

Le premier élément identifié concerne le niveau de compétence des acteurs, très variable d’une société à une autre. Les prestations vont de l’application d’un traitement, sans prise d’information préalable sur le réseau à traiter (architecture de l’installation, nature des

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matériaux, équilibrage du circuit ECS, etc.), jusqu’à des prestations complètes de mise en œuvre du traitement de désinfection adapté à la situation locale, associée à une proposition de remise à niveau du fonctionnement hydraulique de l’installation pour assurer la pérennité du traitement mis en place.

7.1 Les pratiques historiques

La compréhension des phénomènes de développement de légionnelles dans les réseaux d’eau chaude sanitaire débute dans les années 2000. Plusieurs cas de légionellose ont nécessité la réalisation d’études de terrain pour mieux appréhender le processus de prolifération de cette bactérie et identifier notamment le défaut de circulation des boucles d’eau chaude sanitaire comme source des développements constatés.

Néanmoins, les situations créées par la présence de cette bactérie pathogène, dans les réseaux d’eau chaude sanitaire, en particulier pour les personnes vulnérables comme les immunodéprimés, a imposé la mise en place de traitements de désinfection pour lutter contre ces contaminations.

Deux types de pratiques de traitement de désinfection se dégagent (figure 11) :

traitement choc thermique (70°C) et chimique (100 mg/L pendant 1 ou 2 heures) généralisé sur le réseau d’eau chaude ;

traitement préventif à l’hypochlorite de sodium (NaOCl) ou au dioxyde de chlore (ClO2) ;

(a) (b)

Figure 11 : hypochlorite de sodium NaOCl (a) et dioxyde de chlore ClO2 (b)

Même si les traitements de désinfection ne sont efficaces que dans les tronçons en circulation et que la maîtrise de la température en tout point du réseau en circulation permet de

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s’affranchir de tout traitement de désinfection, les traitements évoqués ci-dessus sont encore appliqués très fréquemment sur les installations.

Certaines dérives dans l’application de ces traitements ressortent. En mode préventif, les concentrations peuvent parfois atteindre 4 à 5 mg/L, en raison notamment de la dépendance du chlore au pH de l’eau.

En effet, en milieu aqueux et en fonction du pH, l’hypochlorite de sodium se sépare en deux espèces majoritaires : l'acide hypochloreux HClO et les ions hypochlorites ClO-. La forme HClO est 100 fois plus désinfectante que la forme ClO- [DUR97].

Plusieurs études illustrent la répartition de ces espèces à température ambiante en fonction du pH, dont l’étude de Pourbaix [POU74], [CSN06] et [MOL07]. La figure 12 présente le diagramme de dissociation de l’hypochlorite de sodium à 25 °C.

Figure 12 : diagramme de dissociation de l’hypochlorite de sodium en fonction du pH

L’arrêté du 11 janvier 2007, relatif aux limites et aux références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine mentionnées aux articles R. 1321-2, R. 1321-3, R. 1321-7 et R. 1321-38 du code de la santé publique, précise que les EDCH ne doivent pas être agressives et que le pH doit être compris entre 6,5 et 9.

La figure 12 permet de définir les ratios entre les différentes formes de chlore, et notamment de constater qu’à pH 8 (valeur mesurée dans certaines régions françaises), la forme ClO - est présente en quantité majoritaire, alors que la forme HClO (la plus désinfectante) est minoritaire à une température de 25°C, respectivement à des valeurs de l’ordre de 75% et 25%.

Cette diminution de l’acide hypochloreux à des pH élevés montre que la chloration peut se révéler peu efficace et n’est donc pas universelle. Dans ce contexte, la substitution par le dioxyde de chlore prend son sens, puisque l’efficacité de ce dernier n’est pas dépendant du pH. La valeur de concentration autorisée par la circulaire du 22 avril 2002 est de 1 mg/L. On

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constate encore cependant des concentrations supérieures à cette valeur sur certaines installations.

Un facteur de correction de la concentration en chlore libre résiduel est proposé en Espagne pour prendre en compte le pH de l’eau lors de la réalisation de traitement de désinfection [ASO05].

pH de l’eau 7,0 7,5 8,0 8,5

Facteurde correction F(n)

1 1,5 3,2 8,4

Tableau 3 : facteur de correction de la concentration en chlore libre résiduel en fonction du pH de l’eau

Par ailleurs, la mise en place d’un traitement en continu sur un asservissement sur le résiduel de chlore mesuré en retour de boucle d’eau chaude sanitaire peut engendrer des dégradations importantes sur la canalisation et les accessoires situés au niveau du point d’injection. En effet, cette régulation peut induire un surdosage local de la quantité de chlore pour répondre à la demande en chlore. Il en résulte des concentrations pouvant être extrêmement importantes et nettement supérieures à la valeur autorisée par la circulaire du 22 avril 2002.

Des amorces de corrosion peuvent être repérées sur des tronçons de canalisation en matériau métallique, comportant le point d’injection en hypochlorite de sodium (figure 13).

Figure 13 : point d’injection en hypochlorite de sodium sur un tronçon de canalisation en acier inoxydable

7.2 Les nouvelles pratiques

À l’inverse, certaines sociétés ont développé un savoir-faire à la fois basé sur leur propre retour d’expérience mais également sur les différents guides techniques parus et sur les mises à jour des documents techniques unifiés (en particulier DTU 60.1 et 60.11).

Les orientations prises par ces sociétés et certains services techniques sont régis par la connaissance de l’hydraulique des réseaux d’eau chaude sanitaire, en partant du principe

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qu’en l’absence de circulation optimale, les concentrations de produit de traitement injectées ne seront pas celles présentes dans les zones de circulation difficiles.

En conséquence, il est nécessaire de rétablir le fonctionnement hydraulique de la boucle d’eau chaude sanitaire pour assurer un maintien sanitaire de l’eau avec une température supérieure à 50°C en tout point du réseau. En présence de légionnelles, la pratique est d’installer un poste de traitement chloré à 1 mg/L en attendant les travaux permettant de rétablir la circulation. Des inversions du sens de circulation sont également réalisées dans les boucles contaminées pour éradiquer la légionnelle conformément au guide technique présenté en 6.2.3.

En ce qui concerne les traitements de désinfection curatif en présence de légionnelle, l’utilisation du peroxyde d’hydrogène (H2O2 couplé par exemple à l’acide per acétique) croît de façon relativement importante. Le protocole décrit par les sociétés questionnées s’appuie sur la circulaire du 22 avril 2002, c'est-à-dire 1 g/L pendant 2 heures de contact.

Certaines sociétés appliquent ces traitements curatifs au peroxyde d’hydrogène (par exemple 2 fois par an) pour prévenir les contaminations en légionnelle des réseaux d’eau dans le cadre de contrats de maintenance.

Enfin, même si le code de la santé publique ne l’autorise pas (des autorisations locales sont néanmoins délivrées par les instances sanitaires), le réseau d’eau froide sanitaire est amené à être décontaminé en présence de la Pseudomonas aeruginosa. Cette bactérie est localisée sur les antennes terminales du réseau d’eau froide et présente une forme de résistance aux traitements de désinfection. À ce jour, aucune méthode universelle de traitement n’est proposée pour éradiquer cette bactérie. De manière plus opérationnelle, les méthodes mises en œuvre consistent à faire circuler de l’eau chaude (60°C) accompagnée de quelques milligrammes de chlore dans le réseau d’eau froide sanitaire [NAI08].

Lors de ces auditions, il a été mentionné que les traitements de détartrage ne sont utilisés qu’à de très rares occasions.

8. Comportement des matériaux des réseaux sanitaires avec les produits chimiques

8.1 Tableau de compatibilité chimique des matériaux

Outre la définition et les modes d’utilisation des désinfectants autorisés en France dans les réseaux ECS, la circulaire du 22 avril 2002 donne les compatibilités chimiques avec les matériaux et les produits de désinfection. Le tableau 5 reprend ces informations.

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Tableau 4 : comptabilité entre les produits de désinfection et les matériaux des installations d'eau chaude sanitaire

O = compatible

M = comportement mauvais ou chocs répétés

N = incompatibilité

? = la compatibilité est fonction du produit, à demander au fabricant

Il n’est pas listé dans ce tableau la compatibilité avec notamment les matériaux organiques utilisés dans la fabrication des accessoires comme les élastomères, les polyamides (PA), les polyphtalamides (PPA), le noryl (PPO), le polyoxyméhtylène (POM), etc.

8.2 Études Cetim sur l’influence du détartrage et de la désinfection

Le Cetim a déjà mené des études sur la compatibilité chimique des matériaux avec les traitements de désinfection dans le cadre de la commission robinetterie et plus spécifiquement du comité robinetterie sanitaire bâtiment [CET10].

L’objectif ces travaux était d’étudier le comportement des polymères utilisés en robinetterie dans les établissements de santé comparé aux actions de détartrage et de désinfection préconisées par les pouvoirs publics, en particulier dans la circulaire DSG/SD7A/DHOS/E4 n° 2002/243.

8.2.1 Les matériaux retenus et les campagnes d’essais

Compte tenu de la diversité des matériaux constituant la robinetterie des réseaux d’eau, un choix des matériaux à étudier a été déterminé :

NBR : élastomère butadiène acrylonitrile ; EPDM : élastomère éthylène propylène diène monomère ; TPE : élastomère thermoplastique ; POM : matière plastique polyoxyméthylène (polyacétal) ; PPA : matière plastique polyphthalamide

Quatre campagnes d’essais par immersion ont été réalisées de 2004 à 2009.

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Chaque campagne d’essais est composée de cycles de détartrage-désinfection. Un cycle de détartrage-désinfection correspond à :

1 détartrage (1 fois x 4h) : Acide chlorhydrique (HCl) + acide phosphorique (H3PO4) ; 12 désinfections (12 fois x12h) : Hypochlorite de sodium (NaOCl).

Au total, 10 cycles par campagne ont été réalisés pour représenter un vieillissement de 10 années.

Les quatre campagnes d’essais se différencient pour chaque phase de désinfection différente. Elles sont décrites dans le tableau ci-dessous.

Solution désinfectante Concentration Temps de contact

Température

1ère campagne Chlore libre

(NaOCl)

80 mg/l 1h 23°C

2ième campagne Chlore libre

(NaOCl)

10 mg/l 8h 23°C

3ième campagne Chlore libre

(NaOCl)

10 mg/l 8h 55°C

4ième campagne Chlore libre

(NaOCl)

10 mg/l 8h 23°C

Tableau 5 : les différentes phases de désinfection lors des quatre campagnes d’essais

8.2.2 La synthèse des résultats

Des analyses et contrôles ont été effectués à l’état initial et à l’issue de l’équivalence des 10 années de traitement de détartrage-désinfection et notamment des examens microscopiques (microcopie électronique à balayage, microanalyses X), analyses physicochimiques (spectrophotométrie infra rouge à transformer de Fourrier) et contrôles mécaniques (masse volumiques, dureté, colorimétrie).

Les principales conclusions de ces études sont les suivantes :

la résistance des polymères est particulièrement influencée par les conditions de détartrage-désinfection ;

la forte dépendance des matériaux à la température, par exemple l’élastomère EPDM ; un comportement différent des polymères à l’intérieur d’une même famille (par

exemple NBR).

En synthèse, ce rapport préconise de procéder à une validation du choix des matériaux et de leur qualité, compte tenu des incompatibilités relevées lors des essais et d’organiser une vérification systématique de la conformité des matériaux sélectionnés avec le cahier des

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charges initial. La conception des pièces et leur mise en œuvre doivent être considérées pour évaluer leur comportement aux traitements de désinfection. Certains matériaux tels que le polyphénylène oxyde (PPO), les élastomères perfluorés (FFKM) et le nitrile hydrogéné (HNBR) n’ont pas fait l’objet de tests.

8.2.3 Commentaires sur cette étude

Cette étude débouche sur plusieurs types de commentaires.

Le périmètre d’étude de ces expérimentations concerne :

le traitement curatif ; la désinfection avec l’hypochlorite de sodium.

Les traitements mentionnés dans la circulaire du 22 avril 2002 n’ont pas été intégralement étudiés. En effet, les traitements préventifs en continu n’ont pas été pris en compte que ce soit avec l’hypochlorite de sodium ou avec le dioxyde de chlore. Par ailleurs, ces expérimentations ne traitent pas non plus du traitement choc au peroxyde d’hydrogène.

Les essais de détartrage et de désinfection ont été menés par immersion en phase statique, ce qui ne se produit pas dans la réalité. La communauté scientifique s’accorde à reconnaître que les phénomènes de dégradation sur les matériaux polymères sont le résultat du couplage des paramètres température/produit de désinfection/pression [COL09b], [ROZ06] et [ELM12].

Enfin, le matériau en polyamide, bien que présent sur certains accessoires comme sur des bouchons de dispositifs-antipollution, n’a pas été étudié.

8.3 Travaux scientifiques : compatibilité matériaux/désinfection

Cette étude bibliographique évoque aussi les travaux scientifiques menés sur les phénomènes de dégradation des matériaux, afin d’identifier les éventuelles dégradations initiées par la présence de produits de désinfection.

En effet, la littérature rapporte plusieurs études et retours d’expériences sur le comportement des matériaux utilisés dans les réseaux d’eau sanitaire à l’intérieur des bâtiments en présence de produits de désinfection.

Il est à noter que les processus de dégradation des matériaux sont différents s’il s’agit d’installations métalliques ou organiques.

8.3.1 Matériaux métalliques

Le processus de dégradation des matériaux métalliques le plus couramment rencontré est la corrosion. Il s’agit d’un phénomène électrochimique se déroulant dans un milieu aqueux, intégrant une réaction d’oxydation sur les zones anodiques du matériau et une réduction sur les zones cathodiques.

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L’impact des traitements de désinfection sur le cuivre semble être négatif pour la durabilité des canalisations [CAS12]. En effet, les concentrations élevées en hypochlorite de sodium (100 ppm) favoriseraient un mode de corrosion par piqûres à 50°C. Il est par ailleurs rapporté par Atlas et al. qu’en milieu acide, un résiduel de chlore favorisait également la corrosion du cuivre [ATL 82].

8.3.2 Matériaux organiques

Les études recensées dans le monde académique concernent majoritairement les canalisations. Ceci, en raison de la surface en contact avec l’eau, nettement plus importante pour les canalisations que pour les accessoires, et qui accroît le risque de dégradation sur les linéaires de canalisation.

Les dégradations rencontrées sur les matériaux organiques sont des phénomènes de vieillissement dont l’origine est physique, chimique, hydrolytique, thermique, etc.

Sur les matériaux destinés à être en contact avec l’eau potable, le lien entre le développement de fissurations des canalisations en polyéthylène en présence de dioxyde de chlore (ClO2) (figure 14) a été démontré. Ce sujet a fait l’objet de nombreuses publications [COL06], [COL09a], [COL09b], [DEV11], [HAS04], [GAU10] et [ROZ06]. L’initiation du processus d'oxydation chimique est réalisée via l’attaque radicalaire du dioxyde de chlore. Il faut noter que ce processus est d'autant plus rapide que la température augmente.

Par ailleurs, d’autres travaux expérimentaux menés sur le polyéthylène réticulé mentionnent également des propriétés mécaniques et une durée de vie réduites en présence d'eau chaude chlorée (hypochlorite de sodium) [GIL99], [VIB01].

Enfin, Castagnetti et al. rapportent que le dioxyde de chlore est plus agressif que l'hypochlorite de sodium sur le PE [CAS11]. Compte tenu des similitudes de structure entre le PE et le PeR, le dioxyde de chlore est plus oxydant que l'hypochlorite de sodium pour le PeR. En effet, le PeR n'est autre qu'un PE réticulé à travers la création d'un réseau tridimensionnel de macromolécules qui augmente sa résistance de façon à être utilisé pour le transport de l'ECS. Toutefois compte tenu des températures de distribution de l'ECS (> 50°C), les cinétiques de dégradation avec le dioxyde de chlore sont considérablement augmentées sur le PeR.

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Figure 14 : fissuration d’une canalisation en polyéthylène [ROZ06]

D’autres études mettent en exergue la sensibilité du polyamide constituant certains éléments d’accessoires comme les dispositifs de protection contre la pollution de l’eau par retour [DAU14].

Enfin, des expertises dans le cadre d’assurance globale de chantier ou judiciaire sont actuellement en cours, suite à des dommages causés par des fuites d’eau. Elles posent les questions de la compatibilité chimique des matériaux avec les produits de désinfection. Compte tenu de l’avancement et du caractère confidentiel de ces expertises, les conclusions ne sont pas disponibles à ce jour.

Dans ces études, l’importance des facteurs de température, de pression et de produit de désinfection (nature, concentration, temps de contact) ressort clairement.

En conséquence, ces travaux et remontées de terrain montrent la nécessité de valider l’utilisation des matériaux tant lors de la phase de mise en service des réseaux qu’en cours d’exploitation des installations d’eau.

9. Les normes produits et la certification

Les normes produits et les marques de qualité NF sur les appareils et les robinetteries sanitaires comportent des exigences de conception et pour certains produits l’obligation d’essais de compatibilité avec les produits de désinfection des réseaux.

La méthode d’essai est soit directement intégrée dans les normes produits, comme c’est le cas pour les dispositifs anti-pollution (par exemple la dis connexion contrôlable famille B type A - Norme NF EN 12729:2003-04, les clapets de non-retour antipollution famille E – Norme NF EN 13959:2005-02) ou ajoutée dans le référentiel de marque NF, par exemple concernant la robinetterie de réglage et de sécurité – robinets d’arrêt à tournant sphérique (RTS) - au paragraphe 5.1.2. du document technique NF 079. Par ailleurs, à ce jour certains produits ne comportent aucun essai de compatibilité avec les produits de désinfection, c’est le cas notamment des limiteurs de température (référentiel de marque NF079).

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Soulignons qu’il n’est pas mentionné si cette exigence de conception permet de valider la compatibilité des produits avec la désinfection lors du traitement, pour la mise en service des réseaux et/ou des traitements préventifs ou curatifs réalisés au cours de l’exploitation des installations.

9.1 Les protocoles d’essais

Les protocoles d’essais, lorsqu’ils sont applicables, sont sensiblement identiques sur les différents produits. Le tableau 2 rassemble les caractéristiques de cet essai.

Produits de désinfection

Concentration

(mg/L)

Temps de contact

(heures)

Température d’essai

(°C)

Nature de l’eau Conductivité (µS/m)

Permanganate de potassium

300 96 20 ≤2,5

Hypochlorite de sodium

100 24 20 ≤2,5

Tableau 6 : caractéristiques de l’essai de compatibilité chimique

La pression d’essai est différente selon les produits, 8 bars pour les dispositifs antipollution, comprise entre 2 et 4 bars pour les RTS et réalisée à pleine ouverture en ce qui concerne les RTS.

Une étape de rinçage peut également être demandée (cas des RTS).

La norme NF EN 1074-1:2000 “Valves for water supply - fitness for purpose requirements and appropriate verification tests” décrit une méthode pour tester la résistance aux produits de désinfection avec une concentration de 50 mg/l en chlore actif et avec un temps de contact de 48 h à température ambiante sans pression.

9.2 Exigences demandées

À l’issue de cette mise en contact avec les produits de désinfection, le produit doit satisfaire à un essai d’endurance pour les RTS ou doit vérifier qu’aucune altération des matériaux n’est constatée pour les clapets de non-retour antipollution famille E. Cette exigence est vérifiée en réalisant des essais d’endurance, d’étanchéité sous faible et haute pression différentielle inverse et non blocage du dispositif.

La norme NF EN 12729 pour les disconnexions famille B type A ne précise pas et ne qualifie pas l’exigence. Elle indique simplement que « Toutes les parties constitutives du dispositif, et en particulier celles en élastomère, doivent être compatibles avec une eau traité utilisée pour effectuer la désinfection des réseaux avec le permanganate de potassium ou l’hypochlorite de sodium ».

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10. Conclusion

10.1 Synthèse de la bibliographie

Le dispositif réglementaire en France mis en place pour assurer la maîtrise de la qualité sanitaire de l’eau jusqu’au robinet du consommateur est très complet. Le code de la santé publique, les arrêtés et circulaires permettent d’encadrer entre-autres les limites et références de qualité de l’EDCH et les matériaux destinés à être en contact avec l’EDCH. Le code de la santé publique impose également une désinfection à la mise en service des réseaux intérieurs de distribution équipant les immeubles desservis par les réseaux publics de distribution. Par ailleurs, les circulaires du 28 mars 2000 et du 22 avril 2002 listent respectivement la liste des procédés et produits de traitement autorisés pour la désinfection et l'ensemble des traitements autorisés en France pour désinfecter les réseaux d'eau chaude sanitaire à l'intérieur des bâtiments.

Les documents techniques publiés, guides techniques de conception et de mise en œuvre, DTU 60.1 et le document d’aide à la conception des installations d’eau sanitaire à l’intérieur des bâtiments, précisent en particulier les procédures avant mise en service et livraison des bâtiments incluant une désinfection des réseaux. En cours d’exploitation, des traitements curatifs (concentration élevée jusqu’à 100 mg/l avec des temps de contact courts 1 à 2 heures) et préventifs en continu (concentration de 1 mg/l en produit de désinfection). Il est également remarquable de noter que le document d’aide à la conception des installations d’eau sanitaire à l’intérieur des bâtiments explicite que « le domaine d’emploi des matériaux (les canalisations, les flexibles ou raccordements d’alimentation et la robinetterie) concernant leur comportement avec les produits de désinfection en température et en pression devra être fourni par le fabricant (pression, température, concentration des produits de désinfection et temps de contact). » renvoyant ainsi la responsabilité d’une éventuelle incompatibilité chimique d’un matériau avec un produit de désinfection, si celle-ci n’a pas été précisée initialement, sur le fabricant.

Le tableau 3, rassemblant les pratiques de désinfection de certains pays européens, démontrent que celles-ci sont proches des pratiques appliquées en France. En effet, les traitements curatifs restent dans les mêmes gammes de concentration de 20 à 60 mg/l en chlore libre et en temps de contact, jusqu’à 12 heures. La puissance publique française autorise néanmoins des concentrations plus importantes (jusqu’à 100 mg/l), permettant ainsi de réduire la durée pendant laquelle le réseau d’eau est hors service pour les utilisateurs. Par ailleurs, la limitation des concentrations (NaOCl à 0,3 mg/l et ClO2 à 0,2 mg/l) et du temps de contact cumulé (4 mois maximum) pour certains matériaux organiques (par ex. : polyéthylène réticulé) de la part de certains fabricants (allemands) montre la nécessité d’encadrer l’utilisation de ces produits pour certaines pièces manufacturées.

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Les pratiques de terrain ont sensiblement évolué depuis la parution de la circulation du 22 avril 2002. Même si les pratiques historiques de chocs thermiques (70°C pendant 30 minutes de manière répétitive) ou chimiques (100 mg/l pendant 1 heure) et traitements préventifs (1mg/l en continue) à l’hypochlorite de sodium et ou dioxyde de chlore perdurent, de nouvelles pratiques se sont développées. Elles concernent notamment l’utilisation du peroxyde d’hydrogène en traitement choc (1 g/l pendant 2 heures) et la mise en place de traitement préventif (NaOCl ou ClO2) dans l’attente des travaux pour améliorer la circulation hydraulique de la boucle ECS. Par ailleurs, des traitements de désinfection chimique du réseau d’eau froide et thermique exclusivement sur les antennes terminales sont également répertoriés avec l’aval des autorités sanitaires.

Concernant le comportement des matériaux en présence de produits de désinfection, la circulaire du 22 avril 2002 dresse un tableau des compatibilités des matériaux avec ces produits. La littérature scientifique, et les retours d’expériences démontrent que ce tableau demande donc à être mis à jour et compléter pour les matériaux qui ne sont pas encore présents comme le PA, PPA, PPO ou encore le POM, etc. De plus, l’étude du Cetim met en exergue l’influence des traitements de désinfection sur la résistance des matériaux et conclue sur la nécessité de valider le choix des matériaux avec les traitements compte tenu des incompatibilités relevés dans les résultats des expérimentations.

Enfin, les normes produits et marques de qualité relevant de la certification présentent un essai de compatibilité avec les produits de désinfection limité au permanganate de potassium et à l’hypochlorite de sodium sur des temps de mise en contact ne dépassant pas 96 heures. Les dommages relevés sur le terrain sont très rarement constatés lors de la mise en service, qui consiste à appliquer une désinfection « choc » ponctuelle. En outre, les exigences requises sont basées sur la validation d’un essai d’endurance ou non défini explicitement comme c’est le cas pour la famille B type A des dispositifs de protection contre la pollution de l’eau par retour. Ces essais valident uniquement certaines mises en service de réseaux basés sur l’hypochlorite de sodium. Les stratégies de traitement mis en place en cours d’exploitation avec l’hypochlorite de sodium ou le dioxyde de chlore ne sont pas prises en compte. Aucune caractérisation chimique et/ou mécanique du vieillissement n’est réalisée.

10.2 Proposition d’un protocole d’essais

Sur la base de cette synthèse bibliographique, les protocoles d’essais aujourd’hui proposés dans les normes produits ou dans la certification sont jugés insuffisants et demandent à être adaptés et homogénéisés, notamment sur le paramètre pression. En outre, certains essais imposent une conductivité de 2,5 µS/m, ce qui est peu représentatif de la réalité. En effet, l’arrêté du 11 janvier relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des EDCH précise que l’EDCH ne doit pas être corrosive avec une conductivité comprise entre 200 et 1100 µS/cm à 25°C. De plus, les études déjà menées par le Cetim ne couvrent pas l’ensemble

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des stratégies de traitement rencontré sur le terrain comme les traitements préventifs en continu ou les produits de désinfection comme le peroxyde d’hydrogène ou le dioxyde de chlore.

Par ailleurs, ces dernières études sont éloignées des conditions de réalisation de ces traitements sur le terrain puisqu’elles sont réalisées par immersion et en régime statique. La pression, identifiée comme paramètre jouant un rôle majeur dans les éventuels phénomènes de dégradation, doit être intégrée dans les expérimentations à réaliser.

Ainsi, il est proposé :

d’étendre les essais de compatibilité à d’autres types de désinfectants : peroxyde d’hydrogène H2O2 (choc) ; dioxyde de chlore ClO2 (préventif).

d’intégrer les conditions d’exploitation des produits : traitements préventifs à 1 mg/l (NaOCl, ClO2) ; essais longs termes (par exemple sur 6 mois).

caractériser le vieillissement éventuel des produits à l’issue de l’essai : analyses chimiques (par ex. : Infra Rouge, dureté) ; analyses mécaniques (par ex. : Traction).

Ces analyses chimiques et mécaniques seront à adapter en fonction de la famille des matériaux organiques à tester.

Ce protocole expérimental devra être réalisé sur un banc d’essais présentant une boucle en pression (alimentation standard d’alimentation entre 2 et 3 bars) et alimenté avec de l’EDCH. Une régulation de la concentration en produit de désinfection devra également être assurée pour reproduire les traitements préventifs.

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11. Sélection de références bibliographiques

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Liste des figures

Figure 1 : exemple d’organisation d’une alimentation en eau potable, de la ressource jusqu’au robinet du consommateur (cas où des captages d’eau superficielle et d’eau souterraine sont utilisés pour la production d’eau potable) [DGS05]............................................................................7

Figure 2 : répartition des stations de traitement selon le type de traitement mis en œuvre et le débit d’eau traitée - Situation en 2004..................................................................................................8

Figure 3 : les étapes de mise en eau, désinfection et rinçage terminal selon l'annexe A du DTU 60.1 P1-1-1.........................................................................................................................................12

Figure 4 : schéma d’un poste d’injection de produit [CST05]...........................................................13

Figure 5 : les différentes étapes à réaliser avant la mise en service [CST05]....................................14

Figure 6 : les différentes étapes à réaliser avant la mise en service [CST05]....................................15

Figure 7 : injection de produit de désinfection de fabrication industrielle [DER11].........................16

Figure 8 : génération de dioxyde de chlore par mélange de deux produits........................................16

Figure 9 : les différentes étapes à réaliser avant la mise en service [COR12]...................................17

Figure 10 : les différentes phases de la mise en exploitation des installations..................................19

Figure 11 : hypochlorite de sodium NaOCl (a) et dioxyde de chlore ClO2 (b)..................................23

Figure 12 : diagramme de dissociation de l’hypochlorite de sodium en fonction du pH...................24

Figure 13 : point d’injection en hypochlorite de sodium sur un tronçon de canalisation en acier inoxydable..........................................................................................................................................25

Figure 14 : fissuration d’une canalisation en Polyéthylène [ROZ06]................................................31

Liste des tableaux

Tableau 1 : extrait de la circulaire du 28 mars 2000...................................................................9

Tableau 2  : désinfectants utilisables en France dans les réseaux ECS....................................10

Tableau 4 : facteur de correction de la concentration en chlore libre résiduel en fonction du pH de l’eau................................................................................................................................25

Tableau 5 : comptabilité entre les produits de désinfection et les matériaux des installations d'eau chaude sanitaire...............................................................................................................27

Tableau 6 : les différentes phases de désinfection lors des quatre campagnes d’essais...........28

Tableau 7 : caractéristiques de l’essai de compatibilité chimique............................................32

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