L’oxygène actif au Canada

20 novembre 2009

En Europe on emploie régulièrement le peroxyde d’hydrogène (« oxygène actif ») comme oxydant, on me demande si j’ai de l’information additionnelle sur le H2O2.

Voici. Au Canada, le peroxyde d’hydrogène est vendu en pharmacie en concentration de 3% comme antiseptique et en concentration plus élevée (9 %) dans la section coloration. C’est un agent à la fois oxydant et réducteur. On l’utilise principalement comme agent oxydant.

La lecture de la fiche signalétique du peroxyde 30% nous indique qu’il faut être prudent lors de sa manipulation. En effet, il peut causer des brûlures graves, la perte de la vision, la perforation du système digestif et des bronchites chroniques.

On le retrouve dans le produit «Bioguard SoftSwim Clarifier C» en concentration de 27,5 %.

Le peroxyde en concentration de 3% est efficace pour nettoyer les blessures mais c’est par une action plutôt mécanique qu’antiseptique: la décomposition du peroxyde par la catalase, un enzyme, produit beaucoup d’oxygène, et ce sont ces bulles d’oxygène qui nettoient les plaies.

A noter qu’aux concentrations usuelles de 3% le peroxyde n’est pas un désinfectant très puissant. Or 3%, c’est 30 000 mg/L, et le dosage usuel pour les piscines est de l’ordre de 30 mg/L. Son emploi en piscine comme désinfectant n’est donc pas idéal! De plus, il se dissipe très vite dans l’eau et n’offre pas d’action rémanente.

Comme agent reducteur, le peroxyde possède un potentiel d’oxydation supérieur au chlore et donc va réduire le chlore libre en simple ion chlorure.

Autrement dit, il réduit la teneur en chlore libre de l’eau et la laisse sans aucune capacité désinfectante. Les seuls systèmes compatibles avec le peroxyde d’hydrogène demeurent les systèmes UV et le biguanide polymérique (le PHMB, un agent d’assainissement non approuvé et non disponible au Canada). Ce dernier n’étant pas oxydant, il nécessite l’adjonction d’un oxydant comme le peroxyde.

En résumé, son unique application en piscine demeure comme oxydant: Un peu comme le monopersulfate il oxydera les déchets organiques sans produire (ni détruire) les chloramines (video)

Finalement l’équivalence de volume vs pourcentage est celle-ci:

Volume Pourcentage H2O2
10 volume 3 %
20 volume 6 %
30 volume 9 %
40 volume 12 %

Le stabilisant (acide cyanurique) est breveté

20 novembre 2009

Le brevet sur l’utilisation de l’acide cyanurique pour empêcher la destruction du chlore par les rayons solaires. Il est mentionné dans ce document que son mode d’action est «inconnu» (!) mais les auteurs pensent que l’acide cyanurique forme un lien stable avec les hypochlorites et que l’énergie radiante absorbée par les hypochlorites est transférée à la partie cyanurique de l’espèce pour ensuite être dissipée en chaleur au lieu de décomposer les hypochlorites.

En fait l’acide cyanurique stabilise le chlore disponible contre les UV en réduisant la concentration de HOCl et d’ions hypochlorites OCl (sensibles aux UV) par la formation d’isocyanurates chlorés. C’est bel et bien l’espèce OCl qui est affectée, le HOCl est plus stable que l’OCl aux UV.

L’explication ici:

Les dommages aux trottoirs par le stabilisant

20 novembre 2009

Une étude de Ellen M. Meyer de Arch Chemicals (et une révision récente ici) qui montre qu’un taux élevé d’acide cyanurique (> 200 mg/L) peut causer l’effritement du ciment et des surfaces en béton. J’ai rencontré Ellen Meyer à plusieurs reprises et je reste impressionné par ses connaissances sans fond de la chimie de l’eau et de sa capacité à expliquer clairement les concepts les plus obscurs.

Attention aux produits chlorés achetés dans les grandes surfaces

20 novembre 2009

Si vous pensez acheter votre hypochlorite de calcium chez Wal-Mart ou Costco, prenez bonne note que la teneur en chlore libre du produit HTH/Arch est maintenant 47% et le produit est désormais disponible en seau de 11,4 kilos.

Le produit est désormais classifié classe 9 class 9 c’est à dire « matière hors catégorie/divers » ce qui est très très différent d’une classe 5.1 class 5.1, « substances oxydantes ».

En 2006 la teneur en chlore libre du même produit était de 65%, donc une baisse d’efficacité de 38%. Le prix de détail n’a pas changé, lui. Le produit chloré à 65% s’appelle dorénavant « HTH Super Sock It » et celui-ci est disponible uniquement en seau de 2,27 kg.

Ma source chez HTH/Arch me dit que c’est suite aux demandes des magasins grandes surfaces qu’ils ont diminué la teneur en chlore de ces produits. Il y a un trop grand risque d’incendie et de de déflagration avec les produits plus concentrés.

Ce qui finalement vous donne un produit chloré pas très très efficace. Sa composition est disponible ici. Le fabricant doit inclure dans la recette une forte concentration de sulfate de magnésium (Sel d’Epsom)! pour hydrater le produit afin d’éliminer, ou de minimiser, la facheuse tendance d’un hypochlorite moins hydraté à s’enflammer spontanément.

Et ce qui d’emblée semble une bonne affaire ne l’est vraiment pas, le coût par mg/L (bassin de 10 000litres) est de 0,1062 $ pour ce 47% et de 0,1146 $ pour ce 65%!

Très très dispendieux !

Finalement, comparé aux produits de meilleure qualité, la teneur en calcium de l’eau monte dramatiquement avec les produits des grandes surfaces! (L’augmentation normale de la dureté calcique avec l’hypochlorite de calcium est d’au moins 0,7 mg/L pour chaque 1 mg/L de chlore ajouté).

Traitements-choc sans chlore

20 novembre 2009

Le monopersulfate de potassium KHSO5 est un triple sel 2KHSO5*KHSO4*K2SO4 d’une pureté de 85%. Il contient environ 4,5% d’oxygène actif. Ce traitement-choc sans chlore (ou « oxydant-choc ») est de plus en plus populaire. C’est l’ingrédient actif que l’on retrouve dans tous ces produits qui permettent la baignade 30 minutes après l’application.

Il est décomposé par les rayons UV à un rythme d’environ 20% par heure. A l’abri des rayons UV, aux températures élevées des eaux de spas (40°C), sa décomposition est d’environ 12% par heure et à 21°C, 4% par heure.

Sa capacité désinfectante dépend de la température de l’eau: dans une piscine (24°C à 28°C), elle est très très faible mais dans un spa, où la température de l’eau peut atteindre 40°C, sa capacité désinfectante est de l’ordre de 99,9999%.

Il fait baisser le pH de l’eau par la formation de d’ions bisulfate.

C’est aussi ce qu’on appelle la «Partie B(1)» d’un système de brome à deux étapes. Il faut rappeller qu’il s’agit d’un oxydant et non d’un désinfectant, et qu’il cause une interférence positive dans la lecture du chlore combiné (ce qui sous-entend que son action s’apparente plutôt aux chloramines qu’au chlore libre). En fait, sa capacité oxydante est moindre que celle du chlore, il faut 1,5 kg de monopersulfate pour obtenir la même capacité oxydante de 0,45 kg d’hypochlorite de calcium.

Attention au dosage, le monopersulfate comporte un sous-produit très irritant, l’oxodisulfate de potassium, K2S2O8, ce qui limite la quantité de monopersulfate que l’on peut ajouter à l’eau avant de causer l’inconfort et l’irritation des baigneurs.

On ne surdose pas le produit et on laisse mijoter avant la baignade.

Bien que dispendieux, ce produit est quand même intéressant car il oxyde les déchets organiques sans produire de chloramines (video) (ou avant qu’ils ne produisent des chloramines).Quelques documents intéressants (en anglais) ici et ici et en français ici.


(1) La «partie B» d’un système au brome à deux étapes est simplement un oxydant. Cet oxydant peut être du chlore, du monopersulfate ou de l’ozone; n’importe quel de ces produits peut regénérer le brome consommé. La «partie A» est du bromure de sodium, NaBr.

Tables de dosages et logiciels

20 novembre 2009

BleachCalc262 Petit logiciel anglais bien pratique pour calculer les dosages des produits. Mesures métriques et impériales. Il y a une erreur dans le calcul du borax, mais bon.

Nous vous proposons notre nouvelle version papier simplifiée ici (Génial! Imprimez puis plastifiez-la et joignez-la à votre trousse d’analyse ou affichez-la dans le cabanon!):

trois petites formules bien commodes:

et une version Web (en anglais) ici. L’avantage non-négligeable de la version papier c’est que vous ne dépendez pas d’un accès Internet ou d’un portable pour effectuer les calculs de dosage, vous n’avez qu’a utiliser une simple calculatrice. C’est l’idéal lorsque vous êtes au bord de la piscine!

La production de chlore par électrolyse

20 novembre 2009

Systèmes de production de chlore au sel Ecrit par Charles Mousseau, président de Lectranator. Une bonne explication du fonctionnement de ces appareils. Contrairement à ce que dit l’article, vous devrez quand même ‘acheter, manipuler et entreposer’ du chlore si vous faites des chlorations-choc, c’est plus rapide que de demander une surproduction au générateur de chlore au sel.

Petit schéma explicatif des réactions:

L’effet du pH sur les toiles de vinyle

20 novembre 2009

Chemicals and Vinyl L’effet du pH et du chlore sur les toiles en vinyle.

Deux facteurs influencent la durée de vie des toiles de vinyle: Le chlore libre et le pH. Et c’est ce dernier, le pH, qui a la plus grande influence: un pH très acide décolore la toile, cause des plissements et étirements, et diminue la résistance à la rupture.

Concernant le pH on retient quatre points importants:

  • un pH entre 7,0 et 7,5 n’a aucun effet dommageable sur la toile;
  • plus le pH est inférieur à 7,0, plus il y a de d’incidences de dommages;
  • la toile s’allège et s’étire à un pH supérieur à 7,6;
  • plus le pH est inférieur à 7,0, plus le poids de la toile augmente.

Les dommages causés une teneur en chlore libre de 20 mg/L sont:

  • une dégradation de la couleur: le blanc devient jaune, le bleu et le noir pâlissent et perdent leur éclat;
  • des plissements importants.

On note que dans tous les cas (pH et chlore) la toile demeure fonctionnelle.

De tous les produits chimiques employés en piscines, seuls les galets de chlore causent des dommages à la toile, on note des décolorations importantes. On déconseille l’emploi d’acide chlorhydrique pour l’ajustement du pH (mais non de l’alcalinité), car il affecte les motifs imprimés de certaines toiles la rendant ainsi plus susceptible aux dommages par l’abrasion.

Finalement, certains pisciniers grandes surfaces recommandent, dans leurs procédures de diminution de l’alcalinité (« traitement à l’acide muriatique ») , de verser l’acide dans l’eau puis de fermer la circulation. Une excellente façon d’endommager la toile: l’acide, plus lourd que l’eau, se retrouve au fond du bassin, là où le pH atteint les 2,5.

L’ozone

18 novembre 2009

question markAlain de St-Jovite nous écrit: « Je lis sur l’Internet les avantages d’un ozonateur pour mon spa. Est-ce que je pourrais utiliser seulement l’ozone et pas de chlore dans mon spa? Est-ce que c’est aussi efficace? Je lis qu’avec un ozonateur on n’a pas besoin de rien d’autre. Merci. »

Merci pour votre courriel!

Il faut savoir que l’ozone est un gaz instable, volatile et toxique. Selon ce document de la CSST, la concentration «plafond», ou dangereuse est fixée à 0,1 ppm et les normes de protection de la population indiquent une exposition à une concentration maximale de 82 ppb (parties par milliards) pour 1 heure.

Or 82 ppb = 0,082 ppm.

Et l’ozone n’est que partiellement soluble dans l’eau, il a donc tendance à s’échapper dans l’air. Pour atteindre cette concentration critique de 0,082 ppm dans l’air il ne faut 0,009 ppm d’ozone dans l’eau de votre spa. (Loi de Henry).

Il faut donc, pour bien faire, retirer l’ozone de l’eau après un temps de contact suffisant (environ 4 minutes à une concentration de 0,4 mg/L [Guide d'exploitation des piscines et autres bassins artificiels, Gouvernement du Québec, 2005]).

Ensuite, pour être conforme à la règlementation en matière de qualité de l’eau, nous devons ajouter un désinfectant résiduel, car en tout temps, l’eau doit être désinfectée et désinfectante, et la durée de vie de l’ozone dans l’eau très chaude d’un spa est très très courte (de l’ordre de quelques minutes seulement) – il n’y a aucune rémanence de l’ozone. Ce désinfectant résiduel empêchera la transmission des pathogènes entre les baigneurs et l’élimination des contaminants telles la transpiration et les sécrétions.

Autrement dit, il faut traiter l’eau au chlore ou du brome, même si l’ozone est employé, c’est une question de santé publique. La règlementation Q2-R18 est claire à ce sujet: « Lorsque l’ozone est utilisé pour le traitement de l’eau, le pouvoir de désinfection résiduelle doit être obtenu à l’aide d’un autre agent de désinfection ». Si le règlement existe pour les spas publiques, c’est qu’il y a une raison, et ces raisons sont aussi valables pour le domaine résidentiel.

L’ozone seulement ne suffit pas: il y a constamment production de déchets organiques, ce que l’ozone (s’il existe encore dans l’eau) ne réussit pas à éliminer.

Il faut savoir aussi que l’ozone n’élimine pas tous les types de contaminants. En effet, la majorité des contaminants que l’on retrouve dans l’eau d’un spa sont à base d’urée, acides aminés et créatinine, très difficilement éliminés par l’ozone. Autrement dit ils réagissent très peu à l’ozone et ne sont que partiellement oxydés (sauf si l’on augmente de beaucoup le temps de contact) [Eichelsdorfer, Jandik, Long Contact Time Ozonation for Swimming Pool Water Treatment, 1985]. Au contact de l’ozone, ces déchets organiques partiellement oxydés formeraient des molécules ioniques qui s’attirent et s’agglomèrent pour être ensuite éliminés par la filtration. Cette élimination diminue la « demande en chlore » [«Pool and Spa Operator Handbook», National Swimming Pool Foundation, édition 2009].

L’argument (de vente) que l’ozone est un oxydant plus puissant que le chlore ne tient donc pas dans « la vraie vie ».

Par contre l’ajout d’un désinfectant comme le chlore ou le brome en combinaison avec l’ozone favorise l’élimination des déchets: il y a réaction avec ces déchets organiques et formation d’espèces chimiques qui sont alors plus susceptibles d’être oxydés par l’ozone. Or l’ozone réagit aussi avec le chlore libre (spécifiquement les les ions hypochlorite) pour former des ions chlorites et chlorates (L’explication ici).

Autrement dit, le chlore et l’ozone réagissent ensemble et l’on peut s’attendre à ce que ces deux espèces s’autodétruisent par ces réactions.

Un gaspillage d’ozone et de chlore, quoi.

L’ozone employé en complément avec le brome semble la meilleure option, l’ozone pourra alors regénérer le brome consommé pour le convertir en brome actif. Pour l’ozonateur spécifiquement, assurez-vous que l’appareil offre une production et un temps de contact suffisants, et que l’ozone soit complètement éliminé avant que l’eau retourne au bassin.

Pas évident.

Combien de chlore pour ma piscine ?

11 novembre 2009

question markJe reçois un courriel cette semaine de Simon de Deux-Montagnes me demandant quelle quantité de chlore utiliser dans sa piscine. Il trouve que sa piscine a consommé beaucoup de chlore la saison dernière, et que ça lui a coûté cher en chlore.

C’est LA question qui nous est le plus souvent demandée !

La méthode suivante, en quatre étapes simples et faciles, vous explique comment évaluer la quantité exacte de chlore qu’il faut pour votre piscine. Et vous découvrirez l’avantage incontestable d’investir dans une bonne trousse d’analyse. Et vous allez probablement économiser beaucoup sur le chlore. L’exercise en vaut la peine.

aiieeeee

ETAPE 1 D’abord, vous devez connaître le volume d’eau, en litres, de votre piscine (par exemple, une «18 pieds» contient environ 27 000 litres d’eau) . Ce sera important dans le calcul du dosage. Les formules sont ici.

ETAPE 2 Ensuite, il faut savoir que dans les piscines extérieures traitées au chlore nous ajoutons de façon ponctuelle de l’acide cyanurique (produit chimique aussi connu sous le nom de «stabilisant») afin de minimiser la destruction du chlore par les rayons solaires.

Pas de stabilisant dans l’eau et vous devrez ajouter du chlore à tous les jours, ce qui est (a) anormal et (b) dispendieux. Si vous n’avez pas de stabilisant dans l’eau, ajoutez-en 40 mg/L. Le dosage est ici.

Avec du stabilisant dans l’eau le chlore «durera» plusieurs jours. Mais le stabilisant, à trop fortes doses peut nuire, et même bloquer complètement l’efficacité du chlore.

Donc, afin de maintenir son pouvoir désinfectant, il faut ajuster la quantité de chlore libre en fonction de la teneur en stabilisant. (Une teneur élevée en stabilisant demandera une plus grande quantité de chlore pour le même pouvoir désinfectant qu’une piscine ayant peu de stabilisant).

Vous vous procurez une bonne trousse d’analyse professionnelle et vous mesurez la teneur en stabilisant. Sachez qu’en début de saison vous devrez laisser l’échantillon atteindre les 20 °C pour une lecture précise.

La quantité minimale de chlore libre à garder dans l’eau en tout temps est de 8 % à 10 % la teneur en stabilisant [Pool Chlorination Facts, Robert W. Lowry, 2003, p. 113]:

teneur en chlore libre vs stabilisant

Si vous mesurez 40 mg/L de stabilisant dans votre piscine par exemple, il vous faudra garder (40 x 0,1) 4 mg/L de chlore libre dans l’eau en tout temps, jamais moins. Jamais.

Mais 4 mg/L de chlore libre, on ajoute ça comment à l’eau ?

ETAPE 3 Vous consultez la notice du fabricant sur votre seau de produit chloré pour déterminer la teneur en chlore libre du produit (ce qui peut être différent du «pourcentage de matière active», la différence est expliquée ici). Notez-le. Par exemple, mon seau ici m’indique 70%:

petit seau de chlore

ETAPE 4 La formule pour doser précisément le chlore est la suivante:

formule dosage chlore

Vous faites le calcul. Pour une piscine faisant 60 000 litres et contenant 40 mg/L de stabilisant par exemple, il faut un minimum de 4 mg/L et un max de 5 mg/L de chlore libre dans l’eau, c’est à dire:

formule dosage chlore

429 grammes de votre produit pour atteindre le maximum. Si vous dépassez le maximum ce n’est pas grave.

Vous pouvez simplifier les choses en vous disant qu’il faut environ 86 grammes pour 1 mg/L (429 ÷ 5), vous pesez 86 grammes de votre produit et vous vous trouvez une cuillère à mesurer qui contient ce volume (ce sera environ 1/3 tasse pour cet exemple). Ce sera cette tasse, et non la grosse tasse bleue incluse avec le seau de produit chloré, que vous vous servirez pour doser le chlore.

calendrier
Le premier jour vous ajoutez 429 grammes de votre produit, vous laissez mijoter puis vous mesurer le chlore libre avec votre trousse d’analyse. Elle indique 5 mg/L. Vous êtes au maximum. Youppi. On ajoute rien.

Le deuxième jour vous mesurez le chlore libre avec votre trousse d’analyse. Elle indique 4,4 mg/L. Vous êtes encore au dessus du minimum. Youppi.

Le troisième jour votre analyse indique 4,0 mg/L. Vous êtes au minimum. Vous ajoutez donc ce qu’il faut pour vous rendre au maximum, c’est à dire 1 mg/L, ou 86 grammes de votre produit (souvenez-vous du calcul ci-haut). C’est facile à mesurer parce que vous avez déterminé que 86 grammes c’était 1/3 de tasse. En passant, 86 grammes de produit chloré c’est environ 0,39 $ CAN.

C’est aussi simple que ça.

Ajouter du chlore à une piscine c’est comme faire le plein en voiture, vous n’ajoutez que ce que vous avez besoin pour vous rendre au maximum, tout surplus étant inutile et dispendieux.

Le secret c’est une bonne trousse d’analyse et un bon dosage. Point.