15
mar
2009

Les algicides à base de sulfate de cuivre

Comme plusieurs propriétaires de piscines utilisent des algicides à base de sulfate de cuivre ou pensent se procurer des « ionisateurs », nous tenterons ici de donner l’heure juste sur les avantages et inconvénients de ces produits.

Avertissement
Nous ne vendons aucun produit d’entretien ou chimique pour piscine (à l’exception de trousses d’analyses professionnelles), nous n’avons aucun intérêt à recommander, ou non, quelconque produit d’entretien de piscine.  Conséquemment il ne faudrait pas interpréter cet article comme une évaluation,  favorable ou défavorable,  de quelconque produit, pour piscines ou non, incluant les produits à base de sulfate de cuivre ou tout autre ingrédient, employé, ou non, pour l’eau des piscines.

De plus nous ne pouvons recommander d’utiliser un produit pour un usage autre que celui pour lequel il est destiné, ou de manière non conforme aux indications contenues sur l’étiquette. Un emploi autre que celui qui y est prescrit peut entraîner un risque pour la santé humaine et/ou pour l’environnement et/ou pour le bassin.

Toujours suivre les indications des fabricants.

Origine
Le sulfate de cuivre est produit par la réaction du cuivre cuivrique avec l’acide sulfurique1 2.  Il est cristallisé à partir de sa forme aqueuse pour devenir « pentahydraté », il se présente alors sous la forme de petits cristaux bleus2 , mais peut également être dissous dans une forme liquide3. L’élément efficace dans le sulfate de cuivre est le cuivre lui-même, le sulfate n’étant finalement qu’une molécule transporteuse. Les ionisateurs ajoutent du cuivre à l’eau par la dissolution de plaques de cuivre.  La formule chimique du sulfate de cuivre pentahydraté est CuSO4.5H2O.

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L’expression « pentahydraté » vient du fait de ses 5 molécules d’eau.  Lorsqu’il est ajouté à l’eau de la piscine, il ne peut transformer le chlore déjà contenu dans cette eau, car ce chlore est déjà sous forme d’acide hypochloreux, déjà sous sa forme désinfectante4 5 6.

Le cuivre est le métal le plus couramment utilisé pour tuer les algues7. Le sulfate de cuivre est efficace pour la destruction de la plupart des types d’algues8 , mais des mises en garde demeurent pour son usage en piscine.

Les algues
Les différents algicides adressent la problématique la plus visible pour les propriétaires de piscines: les algues, or l’apparition d’algues est trop souvent signe d’un assainissement déficient, le chlore étant à la fois un oxydant, et un désinfectant et un algicide9.

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Le meilleur moyen de prévenir l’apparition d’algues demeure l’emploi constant d’une quantité suffisante de désinfectant résiduel10 11.

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L’eau de la piscine doit être désinfectée et désinfectante en tout temps12.  Il vaut mieux avoir une piscine avec présence d’algues (comme indicateur que quelque chose ne va pas avec l’assainissement) qu’une eau claire traitée au sulfate de cuivre et possiblement impropre à la baignade, car ce n’est pas parce qu’eau est limpide qu’elle est nécessairement désinfectée et désinfectante.

Le plus grand désavantage des algicides cuivrés provient du fait que les ions de cuivre (Cu2+) présents ne sont pas stables en présence de chlore13. Le chlore peut oxyder le cuivre et produire des taches tenaces d’oxyde de cuivre. En présence d’une alcalinité élevée, l’efficacité du sulfate de cuivre diminue et l’on observe la formation de carbonate de cuivre, substance insoluble, qui se fixe aux parois du bassin.  Il y a aussi risque de coloration des cheveux avec un surdosage de cuivre.

Les fabricants d’algicides cuivrés peuvent ajouter des agents séquestrants au produit pour empêcher la formation de taches14, mais l’efficacité de ces produits séquestrants (EDTA particulièrement ou  même le HEDP) diminue plus ou moins rapidement dans un milieu chloré comme l’eau des piscines15.

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Il demeure important de bien suivre les directives des fabricants quant au dosage, car l’ajout de trop d’algicide ou de chlore, ou un mauvais équilibre chimique de l’eau peut augmenter le risque de taches.

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Réduction de la teneur en chlore libre
« Le fait d’utiliser un algicide à base de sulfate de cuivre peut faire diminuer votre consommation de produits d’assainissement à base de chlore ou de brome. Cependant, il faut se méfier d’allégations spécifiques faisant référence à des économies, en pourcentage, attribuables à la réduction de la quantité requise de produits d’assainissement. La quantité de produits à utiliser dépend de nombreux facteurs variables comme le nombre de baigneurs, la température de l’eau et l’abondance des pluies récentes.« 48

Le chlore est ajouté à l’eau de la piscine à la fois pour ses capacités oxydantes, désinfectantes, et algicides.  Une eau de piscine qui est bien filtrée et bien désinfectée n’a aucune odeur, n’a aucune algue, ne cause pas de démangeaisons, elle est limpide, et n’endommage pas les maillots.

Les tables standards de potentiels d’oxydation et réduction nous apprennent que la capacité oxydante du cuivre (Eo=-0,34V)16 17 est de beaucoup inférieure à celle du brome (Eo=-1,06V)18 19 et à celle du chlore (Eo=-1,36V).

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Vu sa très faible capacité oxydante, le cuivre est incapable de contrôler les matières organiques46 introduites dans l’eau de la piscine par les baigneurs  et constamment par l’environnement (fientes d’oiseaux, poussières, résidus de tonte de gazon par exemple).  Le cuivre des algicides agit seulement sur les algues31.

On compte parmi les matières organiques l’urée comme principale contaminante (de 340 à 850 mg par baigneur23 ) provenant en partie de l’urine (entre 30 et 35 mL par baigneur 22) et de la sueur, les matières fécales (en moyenne 0,14 gramme par baigneur21), les squames de la peau, les cosmétiques20.

cuso4_types_contaminants(Source : Wojtowicz, “The Chemistry and Treatment of Swimming Pool Water”, 2007)

Une oxydation efficace de ces contaminants  est nécessaire pour assurer une désinfection adéquate et le contrôle des algues24, et, justement, le rôle principal du chlore en piscine est d’oxyder les contaminants d’abord (à 90 %) puis ensuite désinfecter l’eau  (10 %) 25 26 et non le contraire.

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Un document de Santé Canada27 nous dit « Les matières organiques dans l’eau des piscines abaissent l’efficacité des produits d’assainissement. Dans certains cas, les directives paraissant sur l’étiquette des produits d’assainissement ou des algicides peuvent recommander de garder la concentration du chlore à au moins 0,6 ppm dans les piscines résidentielles. Or, il est possible de faire passer la concentration (…) à 0,6 ppm seulement lorsque la teneur en matière organique dans l’eau de la piscine est contrôlée. »

(Il faut noter que cette concentration de chlore de 0,6 ppm ne s’applique qu’aux piscines. En effet, l’eau des spas doit contenir une concentration de chlore entre 3 et 5 ppm, et ce, peu importe si l’on emploi un produit à base de sulfate de cuivre ou non28.)

Comme énoncé précédemment, pour assurer une désinfection adéquate, on doit contrôler la teneur en matières organiques.  On réduit la matière organique en l’oxydant29 , en maintenant un niveau de chlore adéquat (cf. chlorination au point de rupture) en tout temps45.

Sachez aussi que ce 0,6 ppm de chlore, déterminé en laboratoire30 et non dans de vraies piscines (les conditions d’utilisation préconisées par ces fabricants), ne représente que la teneur en chlore requis pour éradiquer un nombre fixe de bactéries seulement, dans un temps déterminé pour un volume donné, et ce, dans de l’eau distillée, exempte de toute matière organique et d’acide cyanurique31.

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Le gouvernement australien va plus loin en affirmant qu’il n’a aucune preuve satisfaisante que les ions de métal  permettent une utilisation réduite (inférieure à 1 ppm) de chlore de façon sécuritaire32.

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Ce niveau réduit de chlore entraînerait l’augmentation des contaminants et favoriserait la croissance des bactéries33.  De plus, un taux de chlore insuffisant favorise la formation de chloramines, ces substances irritantes pour les yeux, et la source de cette « odeur de chlore »49.

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D’ailleurs, il demeure très difficile de maintenir un si faible niveau de chlore dans une eau sujette à la fois à la décomposition par les rayons UV et à l’oxydation des contaminants34.

Même si 90 % du chlore est détruit par les rayons UV (il ne « s’évapore » pas comme tel) en 3 heures35, certains fabricants suggèrent que l’emploi de stabilisant (acide cyanurique) n’est plus nécessaire avec leur produit!

Autrement dit, la piscine est pratiquement sans désinfectant au bout de trois heures après avoir ajouté du chlore, sans l’usage de stabilisant.

Finalement, un niveau de chlore réduit est insuffisant pour assurer une désinfection adéquate dans une eau stabilisée à l’acide cyanurique44; avec une telle eau, il faut ajuster la teneur en chlore résiduel à la hausse afin d’obtenir le même pouvoir désinfectant37.

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Les algicides à base de sulfate de cuivre demeurent avant tout des algicides, n’ayant aucune capacité à oxyder les matières organiques par exemple l’urée, l’urine et la transpiration, leur action algicide étant plutôt centrée sur la photosynthèse47.

Solides dissous totaux (TDS)
Ce qu’on appelle les solides dissous totaux (ou TDS, en anglais) sont composés, entre autres,  de la concentration en sodium, potassium, calcium, magnésium, chlore, sulfates, silices, nitrates et fluor50 dans l’eau.  De par leur teneur en sulfates, les algicides à base de sulfate de cuivre contribuent  à l’augmentation des solides dissous totaux (TDS).

Economies liées à l’usage d’acide cyanurique
Afin de déterminer les économies réalisables en employant de l’acide cyanurique (stabilisant de chlore), dressons un tableau des coûts en chlore pour deux scénarios:

  • le premier:  Ajouter du chlore aussi souvent que nécessaire afin de maintenir un taux de chlore de 0,8 ppm sans employer d’acide cyanurique ;
  • le second:  L’emploi de chlore dans une eau stabilisée.  On assume pour ce scénario une perte en chlore quotidienne moyenne de 2 ppm.

Le tout pour une période de 90 jours.  Nous utiliserons  un chlore granulé acheté en grande surface51, 149,99 $ pour 30 kg.   La quantité de stabilisant requise pour notre piscine coûte  17,25 $ pour notre piscine52 de 30 000 litres.  Comme indiqué précédemment, dans une eau non stabilisée, les rayons UV détruisent la majorité du chlore en 3 heures.

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Scénario 1:

Nous ajoutons 0,8 ppm de chlore à 9h, 36,9 grammes, coût 0,18 $

… puis 0,8 ppm de chlore à midi, 36,9 grammes, coût 0,18 $

… puis 0,8 ppm de chlore à 15h, 36,9 grammes, coût 0,18 $

… puis 0,8 ppm de chlore à 18h, 36,9 grammes, coût 0,18 $.

Pour la journée le coût en chlore est de (0,18 $ x 4)  =  0,72 $.  Nous devons en ajouter 3,2 ppm par jour pour maintenir 0,8 ppm, à cause de la destruction par les rayons UV.

Pour 90 jours c’est 64,80 $

Scénario 2:

Nous ajoutons 2 ppm de chlore à 9h00, 92,3 grammes, coût 0,45 $

Pour la journée le coût en chlore est de 0,45$.  Pour 90 jours c’est 40,50  $ auquel nous devons ajouter le coût du stabilisant, 17,24 $, pour un total de 57,74 $.

Ces scénarios illustrent que l’emploi de stabilisant représente une économie intéressante.

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Capacité à clarifier l’eau
Certains produits à base de sulfate de cuivre allèguent une capacité à clarifier l’eau.  Les contaminants introduits dans l’eau de la piscine sont oxydés par le chlore avant d’être captés par la filtration.  Les résidus sont agglomérés par un clarifiant en masses assez volumineuses pour être captés par la filtration. La capacité clarifiante des ions de cuivre est plus ou moins bonne selon le pH38. Les clarifiants polymériques sont souvent plus performants à cause de leurs longues chaînes de molécules39 (comparé au simple ion cuivre).

Finalement, pour une meilleure qualité de filtration, il faut baser la fréquence des contre-lavages sur la pression observée au filtre et non sur une base quotidienne, hebdomadaire  ou mensuelle53.

Capacité algicide
Les ions cuivre demeurent des algicides efficaces utilisés dans les étangs, les lagunes et les piscines.  Ils agissent au niveau de la photosynthèse47. Comme mentionné précédemment les algicides cuivrés peuvent tacher à la longue : les sels solubles vont précipiter puis se déposer sur les parois, donnant une coloration bleutée à l’eau.  Ces sels forment de l’oxyde cuprique lorsqu’ils sont oxydés par le chlore et causent alors des taches noires tenaces40.

Toujours suivre les indications avant d’employer un algicide à base de sulfate de cuivre.

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Il existe d’autres types d’algicides et de produits algistats qui n’ont pas ces inconvénients. Si vous souhaitez employer un algicide, optez plutôt pour un algicide polyquaternaire d’une concentration de 40 à 60 %. Bien que plus dispendieux que les algicides quaternaires (souvent proposés à des concentrations de 5 %), ils ne moussent pas, ne tachent pas et n’ont pas la rémanence du cuivre.

Ou mieux encore, optez pour un produit à base de tetraborate de sodium ; à des concentrations de 30 à 50 ppm ces produits  possèdent des propriétés algistats reconnues et installent un tampon pH complémentaire aux carbonates, les borates, particulièrement intéressants pour les spas et les piscines munies d’électrolyseurs, deux situations où l’on observe une hausse rapide du pH.

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Capacité à stabiliser le pH
Certains produits à base de sulfate de cuivre allèguent qu’ils stabilisent, ou contribuent à stabiliser le pH de l’eau de la piscine.  Le sulfate de cuivre comme tel n’est pas amphotère, il faut y ajouter un ingrédient qui agira comme tampon pH.

La fiche signalétique41 d’un produit à base de sulfate de cuivre que nous avons obtenu nous signale une composition de carbonate de soude (aussi appellé « pH+ ») dans une proportion de 10 à 30 %, ainsi que du sulfate de cuivre pentahydraté dans les mêmes proportions.

Or il existe plusieurs tampons pH employés directement ou indirectement en piscine: cyanurate, borate, phosphate et carbonate42 (ce que l’on appelle l’ « alcalinité totale » est en fait la mesure des carbonates et bicarbonates dans l’eau).

Le tampon carbonate s’installe (ou augmente) en ajoutant :

  • et/ou du bicarbonate de soude
  • et/ou du carbonate de soude

à l’eau.

Il est techniquement vrai que l’ajout de certains de ces produits à base de sulfate de cuivre dans l’eau de la piscine contribue à maintenir le pH, du fait du carbonate de soude (ou bicarbonate de soude) dans leur composition, mais cette contribution demeure très mineure, de l’ordre de ±1 %. 

Augmenter de 1 % l’alcalinité totale de l’eau de la piscine (que ces fabricants demandent qu’elle soit préalablement ajustée entre 80 à 120 mg/L) n’est pas significatif.

Toxicité
Les données environnementales qui proviennent de INCHEM (International Programme on Chemical Safety) nous indiquent que le sulfate de cuivre pentahydraté est très toxique pour les organismes aquatiques et les poissons.  L’INCHEM et le Center for Desease Control and Prevention américain mentionnent tous deux que la bioaccumulation de cette substance  peut se produire le long de la chaîne alimentaire, par exemple dans les poissons et recommande fortement de ne pas laisser ce produit contaminer l’environnement43 54.

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Il est évident qu’une eau de piscine contenant du sulfate de cuivre introduira cette substance dans l’environnement, au fil de la saison de baignade, à chaque fois qu’il y a rejet de l’eau du bassin, que se soit lors de contre-lavages, des éclaboussures ou lors de la fermeture du bassin en fin de saison.

Il est évident aussi qu’on ne peut indiquer à la fois qu’un produit est toxique pour les poissons et bon pour l’environment. Utilisés selon les recommandations des fabricants, ces produits sont sans danger pour les humains.

En résumé
1.-Les algicides à base de sulfate de cuivre sont efficaces contre les algues, mais pourraient éventuellement tacher le revêtement et/ou donner à l’eau une teinte bleutée et/ou colorer les cheveux. Ils ne sont donc pas recommandés par plusieurs.  Veuillez suivre les indications du fabricant quant au dosage, à la manipulation et à l’équilibre chimique de l’eau.

Il existe d’autres types d’algicides et de produits algistats qui n’ont pas ces inconvénients, par exemple les produits à base de tetraborate de sodium.

Comme le chlore lui-même détruit les algues, il n’est pas nécessaire de recourir aux algicides sur une base régulière.

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2.-S’il est vrai que certains de ces produits contribuent au maintien du pH, cette contribution  n’est pas significative dans une eau déjà tamponnée par 80 à 120 ppm d’alcalinité totale.

3.-Etant donné que la capacité oxydante de ces produits est insuffisante pour contrôler la teneur en matière organique de l’eau des piscines (par exemple l’urée, l’urine, les résidus de tonte de gazon, les feuilles mortes, etc), et qu’il y a constamment des contaminants qui y sont introduits, nous restons prudents face aux recommandations de certains fabricants

  • de diminuer la teneur en chlore libre à des niveaux de 0,6 et ce, de façon sécuritaire,
  • de ne pas recommander l’usage d’acide cyanurique (stabilisant) pour les piscines extérieures.

Un niveau réduit de chlore exacerbe la problématique des chloramines, substances irritantes.  Si l’on fait usage d’acide cyanurique, il faut ajuster la teneur en chlore résiduel à la hausse afin d’obtenir le même pouvoir désinfectant44. Or l’emploi d’acide cyanurique est fortement recommandé pour les bassins extérieurs.  La cause première de la consommation en chlore dans les piscines résidentielles demeure la destruction par les UV.

4.-Les frais d’entretien d’une piscine sont facilement contrôlés en appliquant les bons produits aux bons dosages.  Le coût de certains de ces produits à base de sulfate de cuivre peut souvent égaler le coût en chlore pour la saison.

5.-L’emploi constant d’une quantité suffisante de désinfectant résiduel est gage d’une eau saine et cristalline.

L’auteur est exploitant certifié de piscine/spas (CPO) du National Swimming Pool Foundation (USA), certifié Opérateur de piscine Classe 1 de la Société de Sauvetage du Québec, technicien en analyse de l’eau certifié (Certified Pool Water Technician) de Lowry School of Pool Chemistry, et expert en chimie et analyse de l’eau des piscines et spas.


RÉFÉRENCES

  1. Wikipedia, http://fr.wikipedia.org/wiki/sulfate_de_cuivre
  2. Dr. R. Neil Lowry, Copper Sulfate, Friend or Foe, 1998
  3. National Swimming Pool Foundation, Guide de l’exploitant certifié de piscine/spa, 2008, p. 92
  4. National Swimming Pool Foundation, op. cit., p. 44
  5. John Wojtowicz, The Chemistry and Treatment of Swimming Pool and Spa Water, 2007, p.124
  6. Pool and Spa Water Chemistry, Taylor Technologies Inc.
  7. National Swimming Pool Foundation, op. cit.,  p. 92
  8. Ibid.
  9. Gouvernement du Québec, Guide d’exploitation des piscines et autres bassins artificiels, p. 46
  10. Gouvernement du Québec, op. cit., p .45
  11. John Wojtowicz, op. cit., p.124
  12. Gouvernement du Québec, op. cit., p .46
  13. National Swimming Pool Foundation, op. cit.,  p. 93
  14. National Swimming Pool Foundation, op. cit.,  p. 92
  15. EcoLogo Program,  Pool and Spa Chemicals, p. 14
  16. http://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_d’oxydo-réduction
  17. http://www.siliconfareast.com/ox_potential.htm
  18. http://www.defl.ca/~jdeblois/oxydationreduction/contenu/oxydo8.html
  19. http://www.siliconfareast.com/ox_potential.htm
  20. Jean Parrat Evaluation de l’exposition à la trichloramine atmosphérique, LIST, 2008
  21. Charles P. Gerba, Assessment of Enteric Pathogen Shedding by Bathers during Recreational Activity and its Impact on Water Quality, Quantitative Microbiology, novembre 1999
  22. Jessen, Gunkel, The Urea Problem in Bathing Water, 1988
  23. John Wojtowicz, Use of Ozone in the Treatment of Swimming Pools and Spas, 2007
  24. John Wojtowicz, Survey of Swimming Pool/Spa Sanitizers and Sanitation Systems , 2007
  25. Frank L. Strand, Why Chlorinate Swimming Pool Water, 1998
  26. Lowry Level I Workbook, Organic Bromine, the Misunderstood Sanitizer
  27. Santé Canada, Dispositifs pour piscines et spas, avril 1999
  28. http://www.hc-sc.gc.ca/cps-spc/pubs/pest/_fact-fiche/pool-piscine/index-fra.php
  29. Ibid.
  30. Courriel de l’ARLA, daté du 11 juillet 2006
  31. Courriel de l’ARLA, 2009
  32. http://www.apvma.gov.au/use_safely/pool/background.php
  33. John Wojtowicz, Survey of Swimming Pool/Spa Sanitizers and Sanitation Systems , 2007
  34. Ibid.
  35. Effect of Cyanuric Acid on Swimming Pool Maintenance, JSPSI Vol 5 No 1
  36. John Wojtowicz, Survey of Swimming Pool/Spa Sanitizers and Sanitation Systems , 2007
  37. Gouvernement du Québec, op. cit., p .57
  38. Alain Davoine, Traitement et désinfection de l’eau des piscines, p. 184
  39. The Book on Effective Water Treatment, SeaKlear Corporation, p. 13
  40. Chimie et analyse de l’eau des piscines, Taylor Technologies Inc, 2007
  41. Fiche signalétique disponible sur demande
  42. Swimming Pool Water Buffer Chemistry, JSPSI, Vol 3 No 2, p. 34
  43. http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics1416.htm
  44. Yamashita, Sakae, Ishihara, Virucidal Effect of Chlorinated Water Containing Cyanuric Acid, 1988, p. 637
  45. Standard for the Operation of Swimming Pools in South Australia, South Australian Health Commission Code, 1991, p. 15
  46. John Wojtowicz, The Chemistry and Treatment of Swimming Pool Water, pp. 161-162
  47. Cupricide, the Affordable Algicide, AGMON Chelates Inc., pp. 8-9
  48. Santé Canada, Algicides à base de sulfate de cuivre pour les piscines
  49. World Health Organization, Guidelines for Safe Recreational Water Environments, p.88
  50. AWWA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 17th Edition, 1989, p.1-21
  51. http://www.canadiantire.com, février 2010
  52. http://www.aquanica.com, février 2010
  53. National Swimming pool Foundation, Prevention Advisor Newsletter, Issue 20, p. 1
  54. International Chemical Safety Cards, http://www.cdc.gov/niosh/ipcsnfrn/
Ecrit par Apollo dans : Chimie,Désinfection,Entretien | Tags : , ,

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