ser 15 m/h qu’avec un filtre à pression).Dans les dispositifs à <strong>de</strong>ux ou plusieurscouches, les couches supérieures sontles plus poreuses et servent à éliminerles plus grosses particules, alors queles couches inférieures assurent lafiltration fine. Dans la filtration sur lit,les forces <strong>de</strong> séparation sont <strong>au</strong>ssi bienphysiques que chimiques. L’adjonction<strong>de</strong> faibles quantités <strong>de</strong> floculant peutaméliorer considérablement les performances<strong>de</strong> la filtration. Ainsi, combinerun filtre à <strong>de</strong>ux couches avec l’addition<strong>de</strong> floculant permet <strong>de</strong> réduire la chargebactérienne <strong>de</strong> 1 - 1.5 logs et la charge<strong>de</strong> protozoaires <strong>de</strong> 2 logs.DifficultésLorsque l’e<strong>au</strong> brute est très polluée,les fréquents rétrolavages <strong>de</strong>s filtreschargent en boues <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s quantitésd’e<strong>au</strong> <strong>de</strong> lavage et <strong>de</strong> premier filtrat (redémarrageaprès rétrolavage). La forte<strong>au</strong>gmentation <strong>de</strong>s MON ou <strong>de</strong>s microorganismesdans l’e<strong>au</strong> <strong>de</strong> lavage nécessitesouvent un <strong>traitement</strong> distinct.Le volume d’e<strong>au</strong> du rétrolavage et dupremier filtrat ne <strong>de</strong>vrait pas dépasser5% du volume du filtrat. L’élimination<strong>de</strong>s colloï<strong>de</strong>s stables est généralementinsuffisante en l’absence <strong>de</strong> floculants.Un rétrolavage incomplet ou mal ajustépeut provoquer le bouleversement <strong>de</strong>scouches <strong>de</strong> filtrage et <strong>de</strong> protection,et, <strong>de</strong> ce fait, gran<strong>de</strong>ment affecter lesperformances. Il est possible <strong>de</strong> remédier<strong>au</strong>x courants <strong>de</strong> paroi (courantspréférentiels) en intégrant <strong>de</strong>s élémentsstructurels lors <strong>de</strong> la construction.L’aménagement d’une installation <strong>de</strong>filtration rapi<strong>de</strong> <strong>de</strong>man<strong>de</strong> passablement<strong>de</strong> moyens : outre les filtres eux-mêmes(plusieurs unités <strong>de</strong> filtration parallèles),il nécessite <strong>de</strong>s bassins pour l’e<strong>au</strong> <strong>de</strong>lavage et pour les e<strong>au</strong>x boueuses, ainsiqu’un réservoir d’air comprimé pour leslavages <strong>au</strong>x jets d’air.Valeurs limites/valeurs <strong>de</strong> référenceLa turbidité <strong>de</strong>s filtrats d’une filtrationrapi<strong>de</strong> <strong>de</strong>vrait être fixée à moins<strong>de</strong> 0.2 UTN. Les valeurs <strong>de</strong> toléranceconcernant les substances contenuesdans l’e<strong>au</strong> ne sont pertinentes quelorsqu’une floculation est intégrée dansle processus. En cas d’adjonction <strong>de</strong>sels <strong>de</strong> fer ou d’aluminium pour unefloculation, il s’agira <strong>de</strong> respecter lesvaleurs <strong>de</strong> tolérance <strong>de</strong> l’OSEC, à savoir0.3 mg <strong>de</strong> Fe/l et 0.2 mg d’Al/l.Pré<strong>traitement</strong>s et post-<strong>traitement</strong>spossiblesLorsque la turbidité <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> brute est< 5 UTN, une seule étape <strong>de</strong> filtrationpermettra généralement <strong>de</strong> répondre<strong>au</strong>x exigences <strong>de</strong> turbidité. Cependant,seule l’adjonction <strong>de</strong> coagulants (sels<strong>de</strong> Fe[III] et d’Al[III]), éventuellementcomplétés par <strong>de</strong>s floculants (polyélectrolytes)permettra d’aboutir à l’éliminationextensive <strong>de</strong>s particules indésirablesdu point <strong>de</strong> vue hygiénique. Enprésence <strong>de</strong> t<strong>au</strong>x <strong>de</strong> matières soli<strong>de</strong>sexcédant constamment 30 mg TSS/l, unpré<strong>traitement</strong> sera nécessaire. Il pourras’agir, par exemple, d’une floculationsédimentation,d’une microfiltration,d’une flottation ou encore d’une filtrationsur gravier. C’est là un moyen <strong>de</strong>prolonger la durée d’exploitation <strong>de</strong>sfiltres, comme <strong>au</strong>ssi <strong>de</strong> diminuer la fréquence<strong>de</strong>s rétrolavages - et donc <strong>au</strong>ssiles pertes <strong>de</strong> filtrat. La préozonationaméliore la filtration <strong>de</strong> manière généraleen provoquant une microfloculation.L’adjonction <strong>de</strong> doses d’ozone tropélevées agira par contre en sens inverse.En ce qui concerne le post-<strong>traitement</strong>,tout le registre <strong>de</strong>s procédés estenvisageable (oxydation, filtration surcharbon actif, filtration lente sur sable,désinfection, etc.), selon les étapesencore nécessaires :Office fédéral <strong>de</strong> la santé publiqu (OFSP) | 45
5. Procédés <strong>de</strong> potabilisation <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong>par exemple l’élimination <strong>de</strong>s micropolluants,la désinfection, la stabilisationbiologique, etc.MonitorageC’est le contrôle continu <strong>de</strong> la turbiditéqui permet <strong>de</strong> suivre l’efficacité <strong>de</strong> lafiltration rapi<strong>de</strong>. Le filtre est généralementlavé (rétrolavage) à intervallesréguliers, ce qui permet <strong>de</strong> limiter l’activitébiologique, comme <strong>au</strong>ssi le risqued’agglutination et la perte <strong>de</strong> charge.Lorsque le lavage ne se fait pas à intervallesréguliers mais dépend <strong>de</strong> la résistancedu filtre, il se déclenche <strong>au</strong>tomatiquementdès qu’un nive<strong>au</strong> maximalest atteint. Celui-ci, fixé par <strong>de</strong>s critèrestechniques et économiques, se situeentre 1 - 2 m <strong>de</strong> colonne d’e<strong>au</strong> pour lesfiltres ouverts, et 4 - 6 m pour les filtresà pression. Le lavage doit être effectuéavant que ne survienne une percée. Lesdébits <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> brute et du filtrat fournissentégalement <strong>de</strong>s informations surle fonctionnement du filtre. L’examenoptique <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> <strong>de</strong> lavage permet <strong>de</strong>se faire une idée <strong>de</strong> l’état <strong>de</strong> l’installation(buse <strong>de</strong> rétrolavage défectueuse,etc.) et du filtre (présence d’agglutinations,etc.). Par ailleurs, on observera lasurface <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> pendant le lavage, afin<strong>de</strong> détecter d’éventuelles inégalités <strong>au</strong>nive<strong>au</strong> du bouillonnement (p. ex. dansla sortie <strong>de</strong> l’air ou dans l’expansion dulit). Le rétrolavage du filtre se fait eninjectant <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> ou un mélange d’e<strong>au</strong>et d’air. L’adjonction d’air permet <strong>de</strong>mieux ameublir le milieu filtrant, ce quifavorise l’élimination <strong>de</strong>s impuretés.Produits et préc<strong>au</strong>tionsOn trouve une gran<strong>de</strong> variété <strong>de</strong>matéri<strong>au</strong>x <strong>de</strong> filtration : sable quartzique,pierre ponce, basalte, anthracite,schiste et argile expansé, charbonactif, calcaire, et dolomite. On utiliseessentiellement <strong>au</strong>jourd’hui le sabledans les filtres monocouches et unecombinaison <strong>de</strong> sable et <strong>de</strong> pierreponce et/ou d’anthracite dans les filtresmulticouches. Le choix <strong>de</strong>s matéri<strong>au</strong>xdoit se faire en fonction <strong>de</strong> la qualité<strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> brute et <strong>de</strong> l’objectif visé. Lesdifférentes <strong>de</strong>nsités <strong>de</strong>s matéri<strong>au</strong>xpermettent <strong>de</strong> stabiliser le lit. Le <strong>de</strong>gréd’hétérogénéité <strong>de</strong> leur forme ne doitpas dépasser 1.5. Le rétrolavage dufiltre se fait normalement avec le filtrat,ce qui préserve les conditions régnantdans le filtre (pH, potentiel rédox,concentration <strong>de</strong> désinfectant, etc.) etévite les réactions indésirables (précipitation,etc.). L’e<strong>au</strong> du rétrolavage estgénéralement évacuée sur une stationd’épuration.Filtration membranaireBut : élimination <strong>de</strong>s impuretés particulaireset dissoutesLa filtration membranaire permetl’élimination extensive <strong>de</strong> particulescomme <strong>au</strong>ssi <strong>de</strong> substances dissoutes.Elle est souvent utilisée comme unlavage plus poussé. Du fait <strong>de</strong> la tailleprédéfinie <strong>de</strong>s pores, les seuils <strong>de</strong> coupuresont extrêmement précis. On choisirale type <strong>de</strong> filtration selon l’objectifrecherché (figure 11) :46 | Traitement <strong>de</strong> l’e<strong>au</strong> <strong>de</strong>stinée à la consommation