Simplement, nous dirons que l'eau potable est une eau qui ne doit pas porter atteinte à la santé humaine. Elle doit être exempte de bactéries (virus, parasites, agents pathogènes) et non toxique (présence d’éléments chimiques indésirables). De plus, elle doit être agréable à boire, claire et sans odeurs.

   Une eau destinée à la consommation doit être raisonnablement minéralisée, raisonnablement colorée et limpide, assurée de ne pouvoir nuire à la santé et enfin assurée de ne pas voir ses qualités altérées par le temps ou les conditions de son transport.

   Le professeur Le Strat utilisait cette formule :

"une eau potable est une eau qui plaît à celui qui la boit et ne le rend pas malade".

   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’une eau soit conforme aux normes, c’est-à-dire potable, ne signifie donc pas 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. On pourrait donc dire qu'il n'existe pas d'eau potable, mais seulement d'eau conforme aux normes...

Rien n'est poison, tout est poison. Le poison, c'est la dose. (Ambroise Paré) 

   D’une façon plus technique, l’eau potable répond à une définition réglementaire, fixée par la directive européenne 80/778, qui précise les caractéristiques de l'eau potable. Cette directive définit les valeurs limites des paramètres les plus importants. Lorsque la limite de qualité est dépassée, l'eau est déclarée non potable.

 Paramètres organoleptiques (couleur, turbidité, odeur, saveur). Les qualités organoleptiques (terme qualifiant les substances qui peuvent impressionner les organes sensoriels) attendues d'une eau de boisson sont la limpidité, l'absence de couleur et d'odeur, l'absence de saveur désagréable et enfin la fraîcheur.

 Paramètres physico-chimiques (température, concentration en ions hydrogène, conductivité, concentration en chlorure, sulfates, silice, calcium, magnésium, sodium, potassium, aluminium, dureté totale, résidus secs, PH, oxygène dissous).

   Le résidu sec constitue une mesure globale de la minéralisation. Cette dernière peut être également approchée par la mesure de la conductivité ou de son inverse, la résistivité.

   La présence de matières minérales dissoutes en quantité raisonnable communique à l'eau un goût agréable et apporte à l'organisme de nombreux éléments indispensables. Un excès de certains sels peut rendre l'eau désagréable à boire (Chlorure de sodium ou de magnésium) ou même provoquer des désordres physiologiques (Sulfate de Magnésium laxatif, propriété de certaines eaux minérales). C'est pourquoi la réglementation fixe des limites de concentration pour ces ions.

 Substances indésirables (nitrates, nitrites, Azote Kjeldahl, Oxydabilité, Hydrogène sulfuré, fer, ammonium, manganèse, cuivre, zinc, phosphore, fluor, cobalt, baryum et argent, COT (carbone organique total), hydrocarbures dissous, phénols, Bore, détergents, organo-chlorés autre que les pesticides, chlore libre résiduel, matières en suspension). Il s'agit d'un choix un peu arbitraire, certaines de ces substances pouvant être bénéfiques à très petites doses (oligo-éléments tels que Fer, Manganèse,Cuivre, Zinc, Fluor).

 Substances toxiques (arsenic, Béryllium, Cadmium, plomb, cyanure, chrome, mercure, nickel, pesticides, Hydrocarbures polycycliques aromatiques…).

 Paramètres microbiologiques (coliformes fécaux, streptocoques fécaux, Clostridiums sulfitoréducteurs. Les clostridium sulfito-réducteurs sont des germes capables de sporuler et de se maintenir longtemps dans l'eau sous une forme végétative. Ils sont donc les témoins d'une pollution ancienne. Plus difficilement tués que les coliformes par les désinfectants, ils constituent aussi un bon indicateur de l'efficacité de la désinfection.

   C'est certainement la présence d'organismes pathogènes dans une eau qui fait courir le plus grand risque pour la santé. Paradoxalement, les paramètres microbiologiques n'ont pas une très grande importance pour le traiteur, car les procédés classiques de désinfection sont d'une quasi parfaite efficacité.
   Les bactéries recherchées dans les eaux traitées ne sont qu'exceptionnellement celles qui ont un caractère pathogène. En dehors des éventuelles périodes de crise (épidémie d'une maladie d'origine hydrique), on se contente de rechercher ce qu'il est convenu d'appeler les germes tests de contamination fécale.

   Le raisonnement est le suivant : s'il y a présence de germes pathogènes dans une eau, ils seront peu nombreux car hors épidémie, le nombre de sujets potentiellement infectant est très faible. En revanche, le nombre de bactéries banales, hôtes obligés de l'intestin de l'homme et des animaux, est évidemment considérablement plus élevé car provenant de la totalité de la population. La probabilité de trouver un germe pathogène dans l'échantillon analysé est donc infiniment faible s'il y a eu insuffisance de désinfection, alors que celle de rencontrer des germes banals est infiniment plus élevée.

La découverte de germes banals dont l'origine fécale est établie indique donc un risque de présence de germes pathogènes sans qu'il soit besoin de la vérifier.

   Il faut bien avoir à l'esprit que, même en cas de pollution importante, aucune eau ne peut entraîner un risque de toxicité aiguë. Il ne peut exister qu'un risque de toxicité chronique par effet d'accumulation, comme cela a été observé pour le plomb (saturnisme) ou le mercure (maladie de minamata).

   Une eau naturelle ne constitue pas un milieu favorable au développement des bactéries (température trop basse, quantité de nutriments insuffisante). Lors du prélèvement d'un échantillon, on peut observer une phase de multiplication pendant quelques heures, puis une phase de décroissance. La multiplication des germes dans un réseau de distribution ne peut donc se produire que si ce dernier présente des zones de dépôts riches en matières organiques favorables à la fixation des bactéries et leur apportant la nourriture nécessaire. A partir de ces niches, les bactéries pourront croître et constituer un revêtement mucilagineux très mince dans les conduites, appelé biofilm. Ce dernier est constitué par les excréments et les cadavres de micro-organismes (endotoxines), et constitue une nouvelle source d'énergie pour les bactéries.

   Le maintien d'une condition aseptique en réseau passe donc, en l'état de la technique, par l'obligation de conserver à l'eau un pouvoir bactériostatique pendant toute la durée de son séjour.

   Ceci est obtenu par l'injection d'un désinfectant rémanent (chlore ou composé de chlore) avant introduction de l'eau dans le réseau.

   Si le temps de séjour en réseau est élevé, il sera nécessaire de procéder à une chloration complémentaire en route (généralement aux réservoirs) pour maintenir un résiduel bactériostatique de désinfectant jusqu'au robinet de l'abonné, sans avoir à introduire une quantité inacceptable de chlore au départ.

   Dans certaines circonstances (long séjour, zones de faible circulation, température élevée, présence d'ammoniaque, eau riche en matières organiques), cette obligation de maintient d'un résiduel de chlore peut entraîner le développement de goûts désagréables et/ou la formation de composés organo-chlorés soupçonnés d'être cancérigènes).
L'évolution des techniques pour éviter cette obligation vise donc à réduire aussi complètement que possible les teneurs en matières organiques (et spécifiquement en Carbone Organique Dégradable Biologiquement - CODB) - de l'eau traitée.

   Outre les techniques désormais classiques de couplage oxydant fort / charbon actif, la filtration sur membranes (nanofiltration) répond en grande partie à ce problème.

   Des micro-organismes plus évolués que les bactéries peuvent être également rencontrés dans l'eau (helminthes, protozoaires tels que amibes, cryptosporidium, etc.) et peuvent présenter des risques pour la santé. La réglementation française n'en n'impose pas la recherche actuellement. Cependant, le sujet est activement débattu Ce risque pourrait entraîner la mise en place de nouvelles obligations pour le traitement des eaux (granulométrie des matériaux filtrants, rinçage des filtres après lavage avec décharge des premières eaux, traitement spécifique des eaux de surverse d'épaississeur, etc.).

 Pour que les résultats d'analyse provenant de différents laboratoires puissent être comparés, il est évidemment nécessaire que ces laboratoires utilisent les mêmes méthodes et le même mode opératoire.
Les méthodes officielles sont mises au point par un petit nombre de laboratoires dont la compétence est unanimement reconnue (laboratoires de référence). Elles font ensuite l'objet d'une normalisation à l'échelon français (AFNOR) ou européen (ISO).

   Ces méthodes sont rendues obligatoires par un arrêté ministériel spécifique qui est périodiquement mis à jour (le dernier est l'arrêté du 24.07.89).

   Il serait beaucoup trop long d'exposer ici ces méthodes. Je renvoie ceux que cela intéresse vers les documents suivants :

 Association française de normalisation - Eaux méthodes d'essais, recueil des normes françaises (la série relative aux eaux potables est indexée T90).

 RODIER J et all. - Analyse de l'eau.

 Standard methods for the examination of water and wastewater. APHE-AWWA-WPCF

Même pour un non-spécialiste, il peut être intéressant de savoir interpréter une analyse d'eau, de vérifier sa cohérence, de savoir détecter d'éventuelles erreurs, voire de reconstituer la teneur en certains ions manquants.
Il est nécessaire pour cela d'être familier avec les systèmes d'unités utilisés, ainsi qu'avec certains paramètres spécifiques à la chimie dans les eaux.

   Rappel de la notion de milliéquivalent et de degré

   Dans les analyses, la concentration des différents éléments est presque toujours exprimée en mg/l ou en micro-g/l (mg/l), pour les éléments traces (1 mg/l = 103 mg/l). On trouve aussi parfois, spécialement dans les documents provenant des U.S.A., une expression de la concentration en ppm (partie par million). En toute rigueur, le ppm se rapporte à une concentration poids pour poids. Mais on ne fait pas une grande erreur en l'assimilant au mg/l ou encore au g/m3 lorsqu'il s'agit de solutions extrêmement diluées comme l'eau naturelle. L'expression en mg/l n'est pas commode pour contrôler les résultats d'une analyse. Il faut dans ce cas la remplacer par le milliéquivalent (g) par litre qui se note mé/l ou encore meq/l.

Rappel : par définition, l'équivalent gramme est constitué par le quotient de la masse atomique du corps simple considéré, par sa valence (nombre d'électropolarité). Par exemple, la masse atomique du chlore Cl- étant de 35,5 et ce corps étant monovalent, l'équivalent-g vaut donc 35,5/1.Une solution à 5 g/l de chlore renfermera 5 /35,5 = 0,14 équivalent/l, soit 140 mé/l.
Si l'élément considéré est polyvalent, par exemple le calcium bivalent Ca++a une masse de 40, 1 mé/l vaudra donc 40/2 = 20 mg/l

   Cette notation présente plusieurs avantages :

 Elle permet la sommation de tous les éléments d'une analyse, ce qui conduit à évaluer simplement sa minéralisation ;

 Elle permet le calcul immédiat des concentrations en sels.

   Dans la chimie de l'eau, on a souvent besoin de connaître non pas le détail des différents ions présents, mais plutôt la somme de certains d'entre eux (Ca+2, Mg+2, carbonates, bicarbonates, etc.). Il s'agit des titres dont nous reparlerons plus loin. Dans ce cas, une mesure exprimée en mg/l n'aurait évidemment aucune signification, alors que mé/l permet une évaluation immédiate. Cependant, une très vieille habitude a été conservée par les traiteurs d'eau français qui consiste à évaluer ces titres dans une unité un peu folklorique, le degré français (°F).
Il faut donc savoir que 1 équivalent = 5000 °F, donc 1 meq/l. = 5 °F ou 1°F = 0,2 mé/l.
Le degré français est donc une unité de concentration qui peut être utilisée comme le mé/l pour exprimer la dose de tout sel soluble contenu dans une eau. Très généralement utilisée il y a quelques dizaines d'années, cette notation ne s'applique plus guère qu'aux titres tels que TA, TAC, TH, etc.
Son usage est cependant encore très répandu dans le domaine du traitement d'eau par échange d'ions.

   FACTEURS DE CONVERSION(MILLIGRAMMES EN MILLIEQUIVALENT ET INVERSEMENT

      Cations

      mg/l > méq/l

      mé/l > mg/l

      Anions

      mg/l > méq/l

      mé/l > mg/l

      Al+++

      0,1111

      8,993

      BO2 -

      0,02335

      42,82

      Ba++

      0,01456

      68,68

      Br -

      0,01251

      79,92

      Ca++

      0,0499

      20,04

      Cl -

      0,0282

      35,46

      Cr+++

      0,05768

      17,34

      CO3 --

      0,03333

      30,01

      Cu ++

      0,03148

      31,77

      CrO4 --

      0,01724

      58,01

      Fe ++

      0,03581

      27,93

      F -

      0,05263

      19

      Fe +++

      0,0537

      18,62

      HCO3 -

      0,01639

      61,02

      H +

      0,9921

      1,008

      HPO4 --

      0,02084

      47,99

      K +

      0,02558

      39,1

      H2PO4 -

      0,01031

      96,99

      Li +

      0,1441

      6,94

      HS -

      0,03024

      33,07

      Mg ++

      0,08224

      12,16

      HSO3 -

      0,01233

      81,07

      Mn ++

      0,03641

      27,47

      HSO4 -

      0,0103

      97,07

      Mn +++

      0,07282

      13,73

      I -

      0,00788

      126,9

      Na +

      0,04348

      23

      NO2 -

      0,02174

      46,01

      NH4 +

      0,05543

      18,04

      NO3 -

      0,01613

      62,01

      Pb ++

      0,009652

      103,6

      OH -

      0,0588

      17,01

      Sr ++

      0,02282

      43,82

      PO4 ---

      0,03159

      31,66

      Zn ++

      0,03059

      32,69

      S --

      0,06237

      16,03

       

       

       

      SiO3 --

      0,02629

      38,05

       

       

       

      SO3 --

      0,02498

      40,03

       

       

       

      SO4 --

      0,02082

      48,03

Unités spécifiques
   Il a été vu les unités se rapportant à la mesure de la couleur (mg/l Pt Co ou degré Hazen) de la turbidité (NTU, FTU, JTU, gouttes de mastic, etc.).
En ce qui concerne l'évaluation de la saveur et de l'odeur, le principe de la méthode est d'établir des dilutions avec de l'eau sans odeur ni goût (?), jusqu'à disparition de la perception olfactive ou gustative. Ceci détermine un "seuil".
Par définition, le seuil 1 est celui d'une eau sous analyse, sans goût ni odeur.
Une eau présentant un seuil d'odeur ou de goût de 10 résulterait de la dilution de 1 volume d'eau sous analyse avec 9 volumes d'eau de référence.

Nous avons vu également que la minéralisation globale d'une eau pouvait être approchée par une mesure de conductivité électrique ou de résistivité. qui est son inverse.
   L'unité de résistivité. R est l'ohm.cm/cm2.
   L'unité de conductivité est le Siemens par mètre (S/m).
Cette unité étant très grande on utilise le sous-multiple, le micro-siemens : 1 S = 106mS.
La correspondance entre ces deux unités est donc : R = 106 / mS
Dans certains bulletins, on trouve la conductivité exprimée en mho .1 mho = 1 / ohm .

 Il n'existe aucune méthode vraiment satisfaisante et absolue pour contrôler les résultats d'une analyse.
Il est cependant indispensable d'identifier des erreurs importantes ou l'omission d'un ion en quantité significative, c'est-à-dire supérieure à environ 5 % d'anion ou de cation. Un résultat satisfaisant ne devrait pas mettre en oeuvre une différence supérieure ou inférieure à 2 %.

   En pratique, on ne considère pour les contrôles que les ions dits majeurs, soit :

 Pour les anions : HCO3-, SO4-2, Cl -, NO3 -,

 Pour les cations : Ca+2, Mg+2, Na+, K+.

   Les autres éléments qui ne sont présents dans les eaux qu'à des quantités infimes échappent à ce contrôle.
On utilise très généralement la méthode de la balance ionique et , dans une moindre mesure, celle utilisant la conductivité.

Méthode de la conductivité
   DIENERT a établi une formule valable pour des eaux dont la conductivité est de l'ordre de 400 à 500 mS/cm.
Dans ce cas, la conductivité (exprimée en mS/cm. et à 18 °C) peut être reliée à la concentration des ions par les relations :

 Cations C = 72,8 Ca+2 + 72 Mg+2 + 101,2 Na+ + 417 K+

 Anions C = 78,4 HCO3- + 84 SO4-2 + 106,5 Cl- + 107,8 NO3-

   Si la minéralisation de l'eau excède les valeurs de conductivité citées ci-dessus, on dilue l'eau à analyser avec de l'eau distillée pour ramener la valeur de conductivité dans la gamme 400/500 mS/cm.

Signification des titres
   Comme évoqué plus haut, on rencontre dans les analyses des évaluations globales fort précieuses pour des calculs rapides. Il s'agit de ce qu'il est convenu d'appeler les titres. On distingue :Le Titre Hydrotimétrique total ou TH. Il exprime la concentration globale d'une eau en sels de calcium (Ca+2) et magnésium (Mg+2)quel que soit l'anion associé.

 Le Titre Alcalimétrique Complet TAC. Il correspond à la teneur de l'eau en alcalis libres
(ions OH-), carbonates (CO32-) et bicarbonates (hydrogénocarbonates - HCO3-)

Le Titre Alcalimétrique simple TA. Il mesure la teneur de l'eau en alcalis libres et en carbonates alcalins (liés au sodium Na+et potassium K+)

   Dans les eaux naturelles, le TA ne peut apparaître que si leur pH est supérieur à 8,4.  La répartition des ions constitutifs de l'alcalinité peut être calculée à partir des valeurs respectives de TA et TAC. Par convention, ces titres, qui ne se rapportent pas à un ion spécifique, sont toujours exprimés en degrés français.


On peut tirer un certain nombre d'enseignements de la mesure des titres

   TH et TAC représentent la concentration en sels de Ca+2 ou Mg+2 autres que les bicarbonates, soient les chlorures, sulfates, nitrates. Il s'agit du TH dit permanent.
Dans quelques cas assez rares, TAC est supérieur à TH. Ceci veut dire que l'eau renferme des bicarbonates alcalins (Na+ ou K+).
Si TH = TAC, il ne peut y avoir d'autres sels de Ca+2 ou Mg+2 autres que les bicarbonates.
Dans ce cas, le TAC représente le TH dit temporaire.