L'eau distribuée doit satisfaire à deux types de critères :

• Des limites de qualité pour les paramètres dont la présence dans l’eau induit des risques immédiats ou à plus ou moins long terme pour la santé du consommateur. Ces limites de qualité concernent d’une part les paramètres micro-biologiques et d’autre part une trentaine de substances indésirables ou toxiques (nitrates, métaux, solvants chlorés, hydrocarbures aromatiques, pesticides, sous-produits de désinfection). Ces limites de qualité garantissent, au vu des connaissances scientifiques et médicales disponibles, un très haut niveau de protection sanitaire aux consommateurs.

• Des références de qualité pour une vingtaine de paramètres indicateurs de qualité, témoins du fonctionnement des installations de production et de distribution. Ces substances, qui n’ont pas d’incidence directe sur la santé aux teneurs normalement présentes dans l’eau, peuvent mettre en évidence un dysfonctionnement des installations de traitement ou être à l’origine d’inconfort ou de désagrément pour le consommateur. Lorsque les caractéristiques de l’eau s’écartent de ces valeurs de référence, des enquêtes et des vérifications doivent être conduites pour comprendre la situation et apprécier les risques sanitaires éventuels. Le cas échéant, la situation doit être corrigée.

Synthèse des limites et références de qualité

L’eau potable doit répondre aux exigences de la réglementation qui identifie 3 types de paramètres :

• 1- paramètres microbiologiques
• 2- paramètres chimiques tels que les métaux
• 3- paramètres indicateurs (température, fer, odeur, etc …).

Pour les paramètres 1et 2, des limites de qualité à ne pas dépasser sont définies. Les paramètres 3 sont des références de qualité indicatrices du fonctionnement des installations de production (usine de traitement) et de distribution (réservoirs, réseaux publics, etc..). Ils n’ont pas d’incidence directe sur la santé des personnes et touchent le plus souvent à des notions de confort et d’agrément.

L'eau potable, les normes (source CNRS)

Une eau potable est une eau que l’on peut boire sans risque pour la santé. Afin de définir précisément une eau potable, des normes ont été établies qui fixent notamment les teneurs limites à ne pas dépasser pour un certain nombre de substances nocives et susceptibles d’être présentes dans l’eau. Le fait qu’elle soit exempte de matières polluantes, mais que leur concentration a été jugée suffisamment faible pour ne pas mettre en danger la santé du consommateur.

Selon ces normes, une eau potable doit être exempte de germes pathogènes (bactéries, virus) et d’organismes parasites, car les risques sanitaires liés à ces micro-organismes sont grands. Elle ne doit contenir certaines substances chimiques qu’en quantité limitée : il s’agit en particulier de substances qualifiées d’indésirables ou de toxiques, comme les nitrates et les phosphates, les métaux lourds, ou encore les hydrocarbures et les pesticides, pour lesquelles des " concentrations maximales admissibles " ont été définies. À l’inverse, la présence de certaines substances peut être jugée nécessaire comme les oligo-éléments indispensables à l’organisme. Une eau potable doit aussi être une eau agréable à boire : elle doit être claire, avoir une bonne odeur et un bon goût. Pour avoir bon goût, il lui faut contenir un minimum de sels minéraux dissous (de 0,1 à 0,5 gramme par litre), lesquels sont par ailleurs indispensables à l’organisme. Enfin, elle ne doit pas corroder les canalisations afin d’arriver "propre" à la sortie des robinets.

Pour déterminer à partir de quelle concentration, certaines substances chimiques sont toxiques à court terme, ou quels sont leurs effets cumulés à long terme, deux approches scientifiques sont disponibles : l’expérimentation ou l’épidémiologie. L’expérimentation consiste à tester ces substances sur des cellules animales ou humaines ou sur des animaux. L'épidémiologie quant à elle consiste à suivre l’état de santé de populations exposées à certaines d’entre elles et à le comparer à des populations vivant dans des conditions semblables mais non exposées à ces mêmes substances. De telles études sont indispensables pour établir des normes. Il est cependant impossible à l’heure actuelle de quantifier les effets à long terme des substances cancérogènes, lesquels n’apparaissent parfois qu’après plusieurs dizaines d’années, et de déterminer s’il existe un seuil en dessous duquel l’ingestion d’une telle substance serait sans effet. On estime donc que ce seuil n’existe pas, c’est-à-dire que plus la quantité ingérée est faible, plus l’effet est petit. La dose limite à ne pas dépasser est alors fixée de manière à ce que son effet, estimé en terme de probabilité de risque sur une très large population, soit très faible, compte tenu de la consommation quotidienne d’eau des individus durant toute leur vie et de la plus grande vulnérabilité des enfants et des nourrissons.

Les normes ne font donc que définir, à un moment donné, un niveau de risque acceptable pour une population donnée. Elles dépendent par ailleurs étroitement des connaissances scientifiques et des techniques disponibles, notamment dans le domaine des risques sanitaires et dans celui de l’analyse chimique. Elles peuvent donc être modifiées à tout moment en fonction des progrès réalisés. Tous les pays du monde ne suivent donc pas les mêmes normes. Certains édictent leurs propres normes. D’autres adoptent celles conseillées par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). En Europe, elles sont fixées par la Commission des communautés européennes. Aujourd’hui, 63 paramètres contrôlent la qualité de l’eau des Européens. En France, à la fin du XIXe siècle, 6 paramètres suffisaient à définir une eau potable. Les normes ont donc considérablement progressé depuis. Elles continuent d’ailleurs à évoluer dans le sens d’une toujours plus grande exigence : ainsi, outre de renforcer la sécurité sanitaire ce qui se traduit notamment par une diminution draconienne de la concentration du plomb dans l’eau, la dernière directive européenne, non encore transcrite en droit français mais qui devra l’être prochainement, exige que les nouvelles normes soient appliquées non plus seulement aux points de captage, lors de la production, et sur le réseau public de distribution d’eau, mais également aux robinets. L’eau est aujourd’hui la denrée alimentaire la plus fortement réglementée.

Les procédés classiques de traitement des eaux (source CNRS)

Le traitement d’une eau brute dépend de sa qualité, laquelle est fonction de son origine et peut varier dans le temps. L’eau à traiter doit donc être en permanence analysée car il est primordial d’ajuster le traitement d’une eau à sa composition et, si nécessaire, de le moduler dans le temps en fonction de la variation observée de ses divers composants. Il peut arriver cependant qu’une pollution subite ou trop importante oblige l’usine à s’arrêter momentanément.

Le traitement classique et complet d’une eau s’effectue en plusieurs étapes dont certaines ne sont pas nécessaires aux eaux les plus propres.

L’oxydation : si les eaux à traiter contiennent beaucoup de matières organique, ou encore de l’ammoniaque, du fer ou du manganèse, une étape d’oxydation préalable est nécessaire. Elle permet d’éliminer plus facilement ces substances au cours de l’étape suivante dite de clarification. On utilise pour cela un oxydant comme le chlore ou l’ozone.

La clarification : la clarification permet l’élimination des particules en suspension. Après son passage à travers des grilles qui retiennent les matières les plus grosses, l’eau est acheminée dans des bassins dits de décantation. Là, sous l’effet de leur poids, les particules gravitent vers le fond où elles se déposent. L’eau décantée est ensuite filtrée à travers une ou plusieurs couches d’un substrat granulaire, comme du sable, qui retient les particules résiduelles, les plus fines. Pour faciliter cette étape, et en particulier éliminer les particules en suspension de très petites tailles, l’ajout d’un produit chimique (un coagulant) permet à ces particules de s’agglomérer. Plus grosses et plus lourdes, les nouvelles particules sont plus facilement décantées et filtrées. On appelle ce procédé la coagulation/floculation.

La désinfection : en fin de traitement, la désinfection permet l’élimination des micro-organismes pathogènes (bactéries et virus). On utilise pour cela soit un désinfectant chimique comme le chlore ou l’ozone, soit des rayonnements ultraviolets. Il est important que ce traitement persiste tout au long du réseau afin qu’aucun germe ne puisse se développer dans les canalisations où l’eau peut séjourner plusieurs jours.

Enfin, si besoin est, la dureté et l’acidité de l’eau sont corrigées afin de protéger les canalisations de la corrosion ou de l’entartrage.

Lorsque cette chaîne traditionnelle de traitement ne suffit pas, ce qui est de plus en plus souvent le cas, compte tenu de la présence de quantités croissantes de certains polluants comme les nitrates et les pesticide, certains traitements spécifiques sont appliqués.

Le procédé d’adsorption sur charbon actif notamment permet d’éliminer, après un éventuel traitement d’oxydation, des polluants organiques dissous comme certains pesticides ou hydrocarbures. Le charbon actif est utilisé soit sous forme de poudre lors de la floculation, soit en grains dans d’épais lits de filtration. Les molécules organiques, dont la taille a été réduite lors de l’oxydation, pénètrent et se fixent dans les pores du charbon actif. On utilise aussi parfois un charbon actif dit biologique, lequel possède, adsorbées sur ses parois, des micro-organismes grands consommateurs de matières organiques biodégradables. L’intérêt d’un tel procédé est qu’il permet d’extraire des micropolluants organiques sans employer de produits chimiques.

D’autres techniques ont également été développées en raison de l’augmentation de la teneur en nitrates des eaux brutes. Sont utilisées aujourd’hui dans certaines unités, la dénitratation au moyen de résines échangeuses d’ions qui permettent de remplacer l’ion nitrate par un autre ion sans danger, comme l’ion chlorure ou l’ion carbonate, ou la dénitrification biologique (utilisant des bactéries) qui permet de transformer l’ion nitrate en azote gazeux.

Si tous ces procédés permettent bel et bien d’améliorer significativement la qualité des eaux brutes, l’usage de réactifs chimiques ne va pas sans poser certaines difficultés. C’est le cas par exemple de l’usage du chlore comme désinfectant, longtemps considéré pourtant comme une véritable panacée. En effet, en réagissant avec certaines molécules organiques, le chlore peut voir sa concentration dans l'eau diminuer rapidement sur le réseau de distribution, ce qui peut favoriser le développement de micro-organismes. Par ailleurs, ces réactions conduisent à la formation de produits dont certains sont suspectés de toxicité pour l'homme. Ils font d'ailleurs l'objet de normes spécifiques dans la dernière directive européenne sur la qualité de l'eau destinée à la consommation humaine, laquelle doit être prochainement transposée en droit français. Les atouts du chlore demeure néanmoins réels, puisqu'il constitue toujours la meilleure garantie de préservation de la qualité microbiologique de l'eau durant son transport, de l'usine de traitement jusqu'aux habitations.

L’idéal serait bien sûr de pouvoir traiter l’eau sans avoir recours à des réactifs chimiques : c’est ce que permettent en partie aujourd’hui les procédés de filtration sur membranes.

Les eaux de source et les eaux minérales (source CNRS)

Les dénominations "eau de source" ou "eau minérale" sont strictement réglementées en Europe.

Issues de nappes d’eaux souterraines non polluées, profondes ou protégées des rejets dus aux activités humaines, les eaux dites de source sont des eaux naturellement propres à la consommation humaine. Les seuls traitements qu’il est permis de leur appliquer, afin d’éliminer les éléments instables que sont les gaz, le fer et le manganèse, sont l’aération, la décantation et la filtration. Les eaux naturellement gazeuses, qui contiennent du gaz carbonique dissous, peuvent également être regazéifiées avant d’être embouteillées. Ces eaux de source sont en général consommées au niveau régional car leur transport en augmenterait trop le coût. Il existe une centaine de telles sources en France.

Les eaux minérales, quant à elles, sont des eaux de source ayant des propriétés particulières : elles ont des teneurs en minéraux et en oligo-éléments susceptibles de leur conférer des vertus thérapeutiques et leur composition est stable dans le temps. Comme les eaux de source, elles ne peuvent être traitées. Une fois mises en bouteilles, ces eaux voyagent beaucoup et sont même exportées. En France, une eau ne peut être qualifiée de minérale que si elle a été reconnue comme étant bénéfique pour la santé par l’Académie Nationale de Médecine. Toutes les eaux minérales ne sont pas de qualité identique, puisque la qualité d’une eau brute dépend de la nature des sols dans lesquels elle a voyagé. Il existe donc autant d’eaux minérales qu’il y a de sources, soit plus d’un millier en France qui possède 70 marques d’eaux minérales. Si certaines ne sont guère plus minéralisées que les eaux de source, d’autres sont très riches en sels minéraux. La France est aujourd’hui le deuxième consommateur mondial d’eaux minérales en bouteille après l’Italie. La consommation d’eaux minérales s’est en effet considérablement accrue ces dernières années. Une partie des consommateurs se détournerait de l’eau du robinet en raison de son goût et de son odeur, mais aussi parfois parce qu’ils n’osent plus se fier à sa qualité.

Étant donné qu’en Europe, ces eaux ne peuvent être traitées, lorsqu’une source est polluée, comme cela s’est déjà produit, elle ne peut plus être commercialisée. Certains pays en revanche, comme les États-Unis, autorisent la commercialisation, sous l’appellation "eaux de source", d’eaux traitées chimiquement : ces traitements visent soit à ôter des substances indésirables soit à ajouter des substances manquantes, bref à rendre ces eaux potables et de meilleure qualité. Forte de cet exemple et face à la menace grandissante de pollution des sources, l’Europe s’apprête aujourd’hui à suivre cet exemple : mais que pourra bien alors signifier le label "eau minérale naturelle" ?

La toxicité de certains polluants chimiques

L’eau de la nature est d’autant moins potable aujourd’hui qu’elle est de plus en plus polluée par des substances rejetées par les sociétés humaines. Or, cette pollution est parfois telle aujourd’hui, que même la qualité de l’eau potable s’en ressent. Il n’est pas rare en effet, même dans les pays industrialisés, qu’une affaire éclate au sujet d’eaux du robinet ne respectant pas les normes. Sont généralement incriminées, les pollutions bactériologiques, et les pollutions par les nitrates, pesticides et métaux lourds.

De toutes ces matières qu’elle reçoit, certaines sont sans risque pour la santé en dessous d’une certaine concentration, d’autres sont toxiques même à l’état de trace. Outre leur concentration, le temps d’exposition à ces substances est également très important. Si la contamination par les micro-organismes pathogènes est très rapide, une seule absorption d’eau infectée pouvant suffire, certaines substances ne sont toxiques qu’après un long temps d’exposition. Mais, par-delà ces généralités, les effets sur l’organisme humain de cette kyrielle de substances que les populations ingèrent régulièrement à doses homéopathiques restent, pour la plupart, encore méconnus.

Certaines substances, comme les métaux lourds, ne sont pas éliminées par l’organisme. Elles s’y accumulent, et leur ingestion prolongée peut être la cause de maladies graves, même si leur teneur dans l’eau est très faible. Ingérées en grande quantité, lors d’une pollution accidentelle, ces mêmes substances sont rapidement toxiques.

Le plomb par exemple passe dans le sang et va perturber de nombreux mécanismes biochimiques, touchant principalement le système nerveux mais aussi d’autres fonctions, comme la reproduction. Les enfants exposés de manière prolongée à de faibles doses de plomb peuvent ainsi développer un saturnisme, une maladie caractérisée par divers troubles pouvant être irréversibles : ceux-ci concernent notamment la croissance, le développement du système nerveux central, le développement intellectuel et le comportement. À plus forte dose, le plomb peut induire même chez les adultes, et aussi bien chez les hommes que chez les femmes, des troubles de la reproduction, des insuffisances rénales, ou des encéphalopathies. Il peut également se fixer sur les os du squelette où il ne sera en rien gênant tant qu’il ne sera pas renvoyé dans le sang ; or, cela peut se produire en particulier chez les femmes enceintes ce qui engendre une surexposition fœtale, mais aussi chez les personnes âgées qui se retrouvent alors empoisonnées de manière brutale.

Au-delà d’un certain seuil de concentration, les nitrates peuvent engendrer, chez les enfants et surtout les nourrissons très sensibles à une absorption trop importante, un empoisonnement du sang appelé une méthémoglobinémie, ou encore maladie bleue. Les nitrates ne sont pas nocifs en soit pour la santé. Mais sous l’action d’une bactérie présente dans le corps humain, ils se transforment en nitrites. Ceux-ci oxydent l’hémoglobine du sang qui ne peut plus fixer l’oxygène ce qui perturbe la respiration cellulaire.

Même à faible concentration, ils peuvent également engendrer à long terme des cancers chez les adultes lorsqu’ils sont associés à certains pesticides avec lesquels ils forment des composés cancérigènes.

La difficulté avec les pesticides est qu’ils forment une famille très nombreuse : plusieurs centaines de molécules très diverses sont en effet utilisées. En outre, dans la nature, ces molécules se dégradent, et ce faisant en génèrent d’autres. Or les toxicités de chacune de ces substances, pesticides et produits de dégradation, diffèrent et sont mal connues pour la plupart, l’incertitude portant sur les effets à long terme de doses infimes mais répétées. Certains d’entre eux, comme l’atrazine, un herbicide utilisé dans la culture du maïs, sont cancérigènes. D’autres seraient susceptibles d’avoir des effets négatifs sur la fertilité masculine.