Développement d'un chélatant de l'acide isocyanurique, résidu du processus de désinfection des eaux de piscine

Development of a chelating agent of isocyanuric acid, residue of the pool water desinfection process

• Auteur / Autrice : Teddy Weisgerber
• Direction : Véronique Bonnet, Catherine Lièvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie. Chimie Organique
• Date : Soutenance le 05/12/2022
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Glycochimie des Antimicrobiens et des Agro-ressources (Amiens)
• Jury : Président / Présidente : Erwann Guénin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Albert Nguyen Van Nhien
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Géraldine Gouhier, Nicolas Tabary

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isocyanurique, Acide

Désinfection

Piscines

Eau -- Épuration -- Désinfection

Mots clés libres

Agent stabilisant

Acide hypochloreux

Chélatant

Mélamine

Hypochlorous acid

Chelating agent

Stabilizing agent

Résumé

Afin d'assurer la sécurité du baigneur dans les piscines, une désinfection de l'eau du bassin est indispensable. Une technique couramment utilisée consiste à utiliser comme source de chlore, l'acide trichloroisocyanurique sous forme de galets. Cette source de chlore s'avère moins dangereuse que l'eau de javel ou le chlore gazeux. Elle présente également l'avantage d'apporter une relative stabilité indispensable vis-à-vis du rayonnement solaire pour les piscines en extérieur. Ces galets d'acide trichloroisocyanurique libèrent progressivement l'agent désinfectant, l'acide hypochloreux, et un stabilisant, l'acide isocyanurique (AC). L'acide hypochloreux est consommé durant la désinfection, alors que l'AC s'accumule dans le bassin. Ainsi, à chaque ajout de galets, la teneur en AC augmente et pour une concentration supérieure à 75 mg/L, la désinfection perd de son efficacité et le chlore est dit "sur-stabilisé". Pour une utilisation classique d'un bassin, ce seuil est atteint, après environ 5 mois de traitement. Actuellement, aucun procédé commercialisé ne permet de détruire ou de neutraliser l'AC. Pour retrouver une eau de bassin répondant aux normes de sécurité, l'unique alternative est de vidanger au moins 50 % du volume du bassin. En France, le volume moyen des 2,95 millions piscines est de 30 m3. Cela représente, pour une seule vidange annuelle des propriétaires, environ 44 250 000 m3 d'eau vidangée par an, puis pris de nouveau sur notre réserve d'eau potable. Pour le propriétaire, cette vidange a un coût estimé à 80 € environ pour les 25 m3 vidangés (3,13 €/m3 d'eau de la Métropole de Lyon au 1er janvier 2019). Ces vidanges de bassins privés engendrent pour les collectivités une activité plus importante des stations d'épuration au travers du traitement des eaux usées. Pour apporter une solution innovante à cette problématique, la Société OCEDIS, et le Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agroressources (LG2A) de l'Université de Picardie Jules Verne, ont poursuivi leur partenariat pour le "Développement d'un chélatant de l'acide isocyanurique, résidu du processus de désinfection des eaux de piscine". Ces travaux concernent la mise au point et le développement d'un système qui permet de piéger l'AC en excès lors du processus de désinfection par l'acide trichloroisocyanurique tout en préservant à la fois la qualité de l'eau de piscine, la santé du baigneur et la réserve en eau potable. La molécule synthétisée, insoluble et peu couteuse, a été testée dans des piscines de laboratoire. En collaboration avec la société ETUMECA, spécialisée dans la mécanique des fluides, cette molécule a été testée dans des bassins de plus grande capacité

To ensure the bather's safety in swimming pools, the disinfection of the water of the pool is essential. A common technique is the use of trichloroisocyanuric acid in the form of pebbles as a source of chlorine. This source of chlorine is less dangerous than bleach or chlorine gas. It also has the advantage of providing a relative stability essential against solar radiation for outdoor pools. These trichloroisocyanuric acid pebbles gradually release the disinfecting agent, the hypochlorous acid, and the stabilizing agent, the isocyanuric acid (AC). The hypochlorous acid is consumed during disinfection, while AC accumulates in the pool. Thus, with each addition of pebbles, the AC content increases and for a concentration higher than 75 mg/L, the disinfection is not efficient anymore and the chlorine is 'over-stabilized'. For a classic use of a pool, this threshold is reached after about 5 months of treatment. Currently, no commercial process can destroy or neutralize AC. In order to restore the water of the swimming pool up to safety standards, the only alternative is to drain at least 50% of the volume of the basin. In France, the average size of the 2,95 million of swimming pool is 30 m3. This represents for a single annual drain per pool owner, about 44 250 000 m3, wich will be taken again in our drinking water. For the owner, this emptying has an estimated cost of about 80 euros for the 25 m3 drained (3.13 €/m3 of water from the Metropole of Lyon to 1 January 2019). These emptying of private pools generate, for communities, a more important activity of purification station. To provide an innovative solution to this problem, the OCEDIS Company, and the Laboratoire de Glycochimie, des Antimicrobiens et des Agroressources (LG2A) of the University of Picardie Jules Verne, continue their partnership for the 'Development of a chelating agent of isocyanuric acid, residue of the disinfection process of swimming pool water'. This work concerns the development of a system that would trap excess AC during the disinfection process with trichloroisocyanuric acid while preserving the quality of the pool water, the health of the bather and the drinking water reserve. The molecule synthesized, insoluble and inexpensive, is tested in laboratory pools. In collaboration with ETUMECA, specialized in fluid mechanics, this molecule is tested in larger pools