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npj Clean Water volume 6, Numéro d'article : 52 (2023) Citer cet article

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La qualité de l’eau potable (ED) peut changer au cours de la distribution, entraînant des événements de goût et d’odeur et une repousse microbienne. Les usines pilotes imitant les réseaux de distribution sont cruciales pour comprendre ces changements. Nous présentons une nouvelle conception d'usine pilote, comprenant le matériel de tuyauterie, les capteurs et l'instrumentation. Les trois boucles indépendantes (100 m chacune) du pilote présentent un comportement identique, permettant de tester simultanément trois conditions. La surveillance comprend la formation de composés gustatifs et odorants, la repousse des micro-organismes et les modifications du carbone organique dissous. Les mesures en temps réel permettent une surveillance continue et l'échantillonnage du biofilm dans les tuyaux internes est réalisable. La modularité du projet pilote facilite l'étude des effets du changement climatique, des différents matériaux de tuyauterie et des sources d'eau sur la qualité des eaux usées dans le réseau de distribution.

Garantir la qualité de l’eau potable (AP) pour les clients est essentiel pour les entreprises DW. La qualité hygiénique et esthétique de l’eau est influencée par les processus physico-chimiques et microbiens présents dans l’eau de source, pendant sa production, son stockage et sa distribution. Le DW n'est pas un produit stérile après sa production. Par conséquent, la repousse microbienne et la conversion des composants organiques et des nutriments dans le système de distribution du DW (DWDS) peuvent potentiellement entraîner des problèmes d'odeur et de goût, de la turbidité, une décoloration, des dommages au matériau des tuyaux et une éventuelle contamination par des agents pathogènes sous-jacents. influence de divers paramètres environnementaux1,2. Pour étudier les changements de qualité dans un environnement sûr mais réaliste, des usines pilotes de DWDS peuvent être utilisées.

Dans cette communication, nous présentons une conception DWDS à l’échelle pilote visant à étudier les communautés microbiennes, la formation de biofilms et les événements de goût et d’odeur. Ce projet pilote intègre des fonctionnalités innovantes telles que la surveillance en ligne, l'échantillonnage de composés organiques volatils (COV) et de biofilms, ainsi que des sections de canalisations modulaires. En intégrant ces capacités, nous pouvons examiner de près la dynamique complexe au sein du DWDS. De plus, nos premières expérimentations démontrent la reproductibilité du système, mettant en avant sa fiabilité. Il est important de noter que nous avons constaté que la présence de vannes d’échantillonnage n’exerce aucune influence perceptible sur la composition bactérienne. Ces résultats prometteurs constituent une base solide pour les futurs efforts de recherche, facilitant une compréhension plus approfondie des facteurs à l’origine des changements dans la qualité de l’eau et ouvrant la voie à des stratégies d’atténuation efficaces.

L'installation pilote consiste en une structure de 5,2 m × 2,6 m contenant 3 boucles de tuyauterie identiques (Fig. 1 et Fig. 1 supplémentaire). Pour le matériau de la tuyauterie, le PVC-U a été choisi après consultation de la littérature et auprès de différentes entreprises DW en Flandre (Fig. 2 supplémentaire). Tous les matériaux utilisés dans ce pilote sont conformes à la réglementation nationale belge DW (exigences Hydrocheck de Belgaqua) (Bode GmbH, Allemagne).

La structure mesure 5,2 m × 2,6 m. Les trois boucles identiques sont indiquées.

Chaque boucle a un diamètre de DN80 et une longueur totale de 100 m de DN80. Le rapport surface/volume résultant est de ~50 m−1, dépassant largement le minimum de 25 m−1 afin d'avoir une activité biologique suffisante dans la transformation des produits organiques en odeur, goût, couleur et SPD3 et avoir <5 % ( 25 L) écart de volume lors de l'échantillonnage. Chaque boucle comporte trois sections de tuyaux de 4 m au début, au milieu et à la fin de la boucle qui sont installées au moyen de raccords à bride boulonnés et de vannes papillon de type LUG (Fig. 1 supplémentaire, flèches rouges). Ces vannes permettent de changer facilement la tuyauterie dans les sections de 4 m, de tester d'autres matériaux de tuyauterie ou d'installer d'anciennes canalisations avec par exemple des surfaces intérieures corrodées ou un biofilm mature pour examiner son influence sur la qualité du DW.

Un clapet anti-pollution de type EA est monté avant le raccordement du pilote pour protéger le réseau DW interne du bâtiment de toute éventuelle contamination provoquée par les expérimentations pilotes. Des réservoirs tampons non transparents en polyéthylène haute densité (PEHD) de 1 m3 (Mauser, Allemagne) peuvent être utilisés dans la circulation de chaque boucle. Ces récipients peuvent être facilement remplacés par un transporteur de palettes, de sorte que différents lots d'autres eaux (potables) puissent être connectés pour des expériences.