LPLWin

La dose de traitement, en CO2 gazeux, pour modifier le pH d'une eau de 9,3 à 7,5, peut être déterminée, avec précision, à l'aide du logiciel LPLWin. Celle-ci ne dépendra pas que du pH initial et du TAC, mais aussi de la minéralisation de l'eau et donc de son analyse des anions et cations majoritaires.
Dans les deux exemples ci-joints calculés avec LPLWin (voir PDF), cette dose peut aller de 0,90mg/l de CO2 pour une eau 01 très faiblement minéralisée (conductivité 35µS/cm), à plus de 55mg/l de CO2 pour une eau 02 fortement minéralisée (conductivité 10926µS/cm).

Le logiciel LPLWin est adapté à l'enseignement et à l'apprentissage. A partir de la saisie, ou de l'importation de l'analyse, il permet : de caractériser les eaux, de comprendre l'équilibre calco-carbonique (selon le graphique Legrand Poirier Leroy), de simuler et de dimensionner des filières de traitement, et de mélange.

Le logiciel LPLWin de CIFEC permet de caractériser une eau à partir de son analyse physico-chimique (T°C, pH, TAC, anions-cations) :
- équilibre calco-carbonique (entartrant-équilibre-agressif),
- équilibre avec le CO2 atmosphérique (dégazage),
- corrosivité (Indice Larson et Leroy),
- agressivité des ciments et bétons (selon NF EN 206-1).
Il permet aussi de modéliser des filières de traitement.

Pour la neutralisation des eaux agressives : La quantité de carbonate de calcium nécessaire dépend de l'agressivité de l'eau qui peut être déterminée, avec le logiciel LPLWin, à partir de l'analyse de l'eau. Mais le carbonate de calcium n'est pas un réactif permettant d'atteindre l'équilibre calco-carbonique, car la vitesse de réaction est de plus en plus lente, au fur et à mesure que l'on approche de l'équilibre. Il faut utiliser un mélange, carbonate de calcium et carbonate de magnésium, pour atteindre l'équilibre calco-carbonique et même le dépasser.

Le logiciel LPLWin permet d'évaluer l'interaction et l'évolution d'une eau, avec le réseau, à partir de l'analyse réglementaire (pH et température site, TAC, anions et cations majoritaires). Il fournit, par exemple, le type calco-carbonique selon la réglementation (circulaire Ministère de la Santé du 27/01/2007), la corrosivité (Larson, Leroy), la capacité de dissolution ou dépôt de carbonate de calcium, la classe d'agressivité (NF EN 206-1 ) vis à vis du ciment et béton... 

L'essai au marbre est une ancienne méthode d'analyse de l'eau qui était faite en laboratoire. Elle consiste à mesurer le pH et TAC d'une eau, puis à mettre en contact un échantillon de cette eau avec des billes de carbonate de calcium, et à remesurer après 24 ou 48h le pH et TAC. Cela permet, en comparant les variations du pH et TAC, de déteminer le type d'eau vis à vis de l'équilibre calco-carbonique : agressive, à l'équilibre ou entartrante.
Mais cette méthode n'est plus conseillée depuis que la résolution de l'équilibre calco-carbonique se fait informatiquement et rapidement avec la méthode LEGRAND-POIRIER (exemple logiciel LPLWin).
L'essai au marbre est très peu fiaible (contrairement à la méthode informatique) en raison principalement :
- il nécessite le transport de l'échantillon au laboratoire, or la concentration en CO2libre ne tolère pas le transport, mais influe fortement sur le résultat.
- l'analyse se fait à la température du laboratoire qui n'est pas celle du réseau d'eau étudié or la température modifie fortement le résultat.
- la réaction entre l'échantillon et les billes de carbonate de calcium est trop lente pour être caractérisée en seulement 48h.

Le logiciel LPLWin permet de déterminer les caractéristiques calco-carboniques d'une eau, à partir de son analyse, mais aussi après simulation de traitements, dont le changement de température. Dans l'exemple ci-joint (voir PDF) l'eau initiale est agressive et peut dissoudre 1,556 mg/l de carbonate de calcium (CaCO3). Alors qu'à 60°C, LPLWin indique que cette eau est calcifiante et peut précipiter 0,871mg/l de CaCO3. Un traitement préventif peut ainsi être dimensionné avec l'aide du logiciel.

Le principe de la neutralisation de l'eau consiste à neutraliser l'agressivité de l'eau vis à vis du carbonate de calcium (calcaire).

Ce traitement est utilisé pour neutraliser les eaux agressives : eaux qui dissolvent le carbonate de calcium. Ces eaux ont un pH inférieur au pH d'équilibre avec le carbonate de calcium, que l'on calcule par la méthode LEGRAND POIRIER LEROY (par exemple avec le logiciel LPLwin voir https:\\www.lplwin.fr ) et qui s’appelle pH d’équilibre de l’essai au marbre.
Ces eaux peuvent abimer les réseau car elles sont agressives pour les structures en béton et ne permettent pas de conserver, dans le réseau, le dépôt de carbonate de calcium qui pourrait empêcher la corrosion des métaux.
Fonctionnement:
- Soit l'ajout d'une base (par exemple la soude) pour remonter le pH. Méthode simple à mettre en oeuvre, mais posant des problèmes d'exploitation.
- Soit retirer l'excès de CO2 libre de l'eau (aération, stripping, exemple: https\\www.aquaneutra.fr ). Méthode écologique et simple d'exploitation, mais pas toujours suffisante selon le type d'eau.
- Soit ajouter du carbonate de calcium et magnésium par filtration sur dolomite ou équivalent. Méthode traditionnelle, mais nécessitant une recharge cyclique en réactifs.
Le pH d'équilibre à atteindre dépend du traitement choisi, et se calcule par la méthode LEGRAND POIRIER LEROY en simulant ce traitement.
Au contraire, le principe de l'adoucissement de l'eau consiste à retirer partiellement ou totalement le calcium de l'eau.
Ce traitement est utiliser pour adoucir les eaux entartrantes (eaux qui déposent du carbonate de calcium) en diminuant la concentration en calcium.
Fonctionnement: Le calcium est retenu par une résine échangeuse d'ions qui le remplace par du sodium. L'eau peut alors devenir agressive si le traitement n'est pas maîtrisé.
Le pH d'équilibre, à atteindre, se calcule par la méthode LEGRAND POIRIER LEROY en simulant un traitement d'adoucissement.

L'essai au marbre permet de déterminer si une eau est agressive, incrustante ou à l'équilibre (inactive). La quantité de CaCO3 échangée pendant l'essai au marbre (Delta CaCO3 dans le programme LPLWin) permet de quantifier le caractère incrustant ou agressif d'une eau. Malheureusement la manipulation au laboratoire a peu de valeur car la température n'est pa scelle du site et l'eau a évoluée pendant le transport. Par contre la simulation obtenue avec le programme LPLWin est rigoureuse et instantanée.

Mode opératoire au laboratoire :
Mesurer le pH (= pH initial) et l'alcalinité totale (= alcalinité totale initiale) de l'eau à analyser.
Rincer une quantité suffisante de marbre blanc, chimiquement pur et finement divisé, avec de l'eau à analyser. Remplir au tiers, un erlenmeyer de 250 ml, avec le marbre rincé. Remplir d'eau à analyser l'erlenmeyer contenant le marbre, en introduisant l'eau au fond du récipient, au moyen d'un tube. Laisser déborder en évacuant toutes les bulles d'air. Boucher hermétiquement le récipient, sans bulles d'air. Après 48 heures, filtrer.
Sur le filtrat, mesurer le pH (= pH de saturation) et l'alcalinité totale (= alcalinité totale de saturation).
Si pH initial < pH de saturation et
alcalinité totale initiale < alcalinité totale de saturation, l'eau est agressive.
Si pH initial > pH de saturation et
alcalinité totale initiale > alcalinité totale de saturation, l'eau est incrustante