L’ozone est un gaz instable, composé de 3 atomes d’oxygène, sa formule chimique est donc O3. Il est très oxydant et donc utile pour désinfecter, purifier et éliminer les micro-organismes tels que les virus, les bactéries et tout autre type de matière organique.
Comment l’ozone est-il généré ?
Pour produire de l’ozone, on fait passer l’air dans un champ électrique à fort potentiel (image 1), de sorte que l’oxygène de l’air, O2, se transforme en O3 (image 2). La concentration normale d’ozone dans l’air ozonisé est de 10 à 20 g/m³. Si le gaz utilisé pour la production d’ozone est de l’oxygène au lieu de l’air, la concentration peut être deux fois plus élevée que celle obtenue à partir de l’air.
Figure 1 : Séparation de la molécule d'oxygène par un champ électrique.
Figure 2 : La combinaison d'un ion et d'une molécule d'oxygène donne naissance à la molécule d'ozone.
La production industrielle d’ozone se fait dans des ozonateurs. En raison de l’instabilité de l’ozone, il est injecté dans l’eau dès sa production afin de garantir son effet désinfectant.
Action désinfectante de l’ozone dans l’eau de piscine
Lorsque l’ozone est injecté dans l’eau, le gaz exerce son pouvoir oxydant par deux mécanismes :
-L’ozone moléculaire produit une oxydation directe des composés organiques.
-Soit l’oxydation se fait par l’intermédiaire des radicaux libres hydroxyle (OH-), formés lors de l’injection d’ozone dans l’eau, selon les formules suivantes :
O3 + H2O → HO3++OH–
HO3+ + OH– → 2HO2
Les radicaux libres hydroxyles ont un potentiel d’oxydation de 2,80 V, alors que le potentiel de l’ozone est de 2,07 V. En d’autres termes, le pouvoir désinfectant de l’hydroxyle est beaucoup plus élevé que celui de l’ozone moléculaire. En fait, c’est l’un des oxydants les plus puissants dans l’eau. L’acide hypochloreux, qui est le désinfectant le plus couramment utilisé dans les piscines, a un potentiel redox (oxydation et réduction) de 1,49 V, ce qui est nettement inférieur au premier.
L’inconvénient de l’hydroxyle pour la désinfection est que sa durée de vie dans l’eau est de quelques microsecondes. Cette durée est toutefois suffisante pour qu’il exerce son pouvoir oxydant et désinfecte l’eau.
Avantages de la désinfection de l’eau de piscine par l’ozone
-Pouvoir oxydant plus important que les autres produits.
-Il ne produit pas de trihalométhanes, mais élimine leurs précurseurs.
-Il ne modifie pas le pH de l’eau.
-Améliore le phénomène de coagulation.
-Réduit les odeurs et les saveurs dans l’eau.
-Il facilite l’élimination du fer et du manganèse.
Inconvénients de l’ozone dans la désinfection de l’eau de piscine
-L’investissement initial pour installer un système de désinfection à l’ozone est plus élevé que pour un système conventionnel. Les coûts de fonctionnement et de production de l’ozone, dus à la forte consommation d’énergie électrique, sont également plus élevés que pour les systèmes traditionnels.
-L’ozone ne maintient pas une concentration résiduelle permanente dans l’eau. Il est donc nécessaire d’utiliser également des désinfectants tels que l’hypochlorite de sodium, afin de garantir une concentration résiduelle minimale de désinfectant.
-Il peut former des produits nocifs, tels que des bromates, des aldéhydes ou de l’acide nitrique, qui provoquent la corrosion des équipements.
Pour toutes ces raisons, l’installation d’un système de désinfection à l’ozone dans les parcs aquatiques et les piscines doit être soigneusement étudiée.
Par Luis Llor, ingénieur hydraulique senior au sein du département d’architecture d’Amusement Logic.
