La réaction chimique chlore – eau, l’influence du pH et du rayonnement solaire

Le chlore est un désinfectant puissant. Quelque soit sa forme (galet, pastilles, sels, liquide, gaz), son pouvoir désinfectant se libère au contact de l’eau, sous la forme d’acide hypochloreux (HClO).

C’est lui qui est responsable du travail d’oxydation des micro-organismes et de désinfection de l’eau. Il s’attaque à la matière organique inerte sous toutes ses formes : végétation, bactéries, parasites, virus, algues.

Son pouvoir désinfectant est lié à la réaction chimique produite au contact de l’eau. Il est aussi influencé par le pH et le rayonnement solaire.

Au contact de l’eau, les produits chlorés génèrent de l’acide hypochloreux (HClO), aussi appelé Chlore Libre

Lorsque le Chlore pur entre en contact avec l’eau, il réagit de la manière suivante.

Cl2 + H2O –> HClO + HCl
Chlore + Eau –> Acide hypochloreux + Acide Chlorhydrique

Les réactions chimiques qui se produisent avec les autres désinfectants à base de Chlore sont les suivantes.

Eau de Javel (chlore non stabilisé)

NaOCl + H2O –> HClO + NaOH
Hypochlorite de Sodium + Eau –> Acide hypochloreux + Soude

Hypochlorite de Calcium ou HTH (chlore non stabilisé)

Ca(OCl)2 + 2 H2O –> 2 HClO + Ca(OH)2
Hypochlorite de Calcium + Eau –> Acide hypochloreux + Chaux

Dichlore, Trichlore (chlore stabilisé)

DCCNa + 2 H2O –> 2 HClO + CCNa
DiChloroIsoCyanurate de Sodium + Eau –> Acide hypochloreux + Acide IsoCyanurique

ATCC + 3 H2O –> 3 HClO + ACC
Acide TriChloroIsoCyanurique de Sodium + Eau –> Acide hypochloreux + Cyanurate de Sodium

Lire ou relire l’article sur les différentes formes de Chlore de piscine pour plus de détails sur les composés chlorés utilisés en piscine (Hypochlorite de Sodium, Hypochlorite de Calcium, DiChloroIsoCyanurate de Sodium, Acide TriChloroIsoCyanurique).

Quelque soit la source de chlore utilisée, la réaction génère de l’acide hypochloreux, également appelé Chlore libre, dont une partie seulement (le chlore actif) est active pour la désinfection.

La réaction chimique génère par ailleurs des dérivés chlorés secondaires appelés chloramines ou chlore combiné.
Ces dérivés naissent de l’interaction entre :
– chlore libre et particules introduites dans l’eau par les baigneurs (sueur, crèmes solaires, résidus textiles) et l’environnement (feuilles, insectes, déchets divers)
– chlore libre et micro-organismes en cours de prolifération dans l’eau (bactéries, virus, algues, parasites…).

On peut résumer cette équation par Chlore total = Chlore libre + Chlore combiné.

Le pouvoir désinfectant du chlore baisse lorsque le pH monte

Le pH (potentiel Hydrogène) et le Chlore libre interagissent.

La dose de Chlore libre qui est générée par la réaction chimique est liée au pH. Lire ou relire l’article sur le rôle clé du pH dans le traitement de l’eau pour plus de détails.

L’eau (H2O) est composée de 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène.
Les atomes d’hydrogène contiennent des ions Hydrogènes positifs (H+) et négatifs (H-). Un pH à 7 indique une eau neutre, équilibrée en ions positifs / négatifs. C’est celui d’une eau naturelle et pure.

Comme tous les acides au contact de l’eau, l’acide hypochloreux est régit par un équilibre de dissociation :
HClO ClO- + H+
Acide Hypochloreux ion hypochlorite négatif + ion hydrogène positif

L’eau et l’acide hypochloreux sont donc tous les 2 composés d’ions hydrogènes.
Leur interaction va donc déséquilibrer le potentiel Hydrogène de l’eau : le fameux pH.

A mesure que l’on ajoute du Chlore, le pH augmente. Et dans le même temps, la présence plus ou moins importante d’ions hydrogènes va rendre le rapport acide hypochloreux/ion hypochlorite plus ou moins actif contre les micro-organismes.

En clair :
– Plus on ajoute de Chlore, plus le pH augmente.
– Plus le pH augmente, moins le Chlore libéré (Acide Hypochloreux) est actif contre les micro-organismes.

Cela montre bien l’importance que l’on doit attacher au pH.

Les abaques ci-dessous permettent d’avoir une idée de la concentration du chlore actif dans le chlore libre quand le pH monte.

La puissance bactéricide de l’HClO sera sensiblement la même avec :
– 0,5 mg/l de chlore à pH 7
– 0,7 mg/l de chlore à pH 7,4
– 1 mg/l de chlore à pH 7,7
– 1,4 mg/l de chlore à pH 7,9
– 2 mg/l de chlore à pH 8,2

On peut résumer cette équation par
Chlore total = Chlore libre + Chlore combiné
Chlore libre = HClO + ClO-
Chlore actif = f(Chlore libre, pH)

Il ne faut pas tomber dans la fausse bonne solution d’augmenter inutilement les doses de chlore. Bien au contraire, l’augmentation du dosage est néfaste car le chlore combiné généré est irritant pour l’organisme humain (pique les yeux, muqueuses), les textiles (maillots de bain) et les équipements du bassin (revêtement), sans pour autant augmenter fortement l’action du chlore actif contre les micro-organismes.

Il faut stabiliser l’action du chlore parce que les rayonnements ultra-violets le détruisent

Dans une piscine en plein air, il est par ailleurs difficile de maintenir le taux de chlore à cause du rayonnement solaire et la température de l’eau.

Les ultraviolets provoquent une destruction photochimique de l’oxygène contenu dans l’ion hypochlorite (ClO-) de l’acide hypochloreux (HClO). Il est libéré dans l’air, entraînant une perte importante de chlore actif.

Depuis longtemps, les chimistes cherchent un moyen de diminuer cette destruction tout en conservant des propriétés bactéricides correctes. Le seul produit répondant à ces contraintes est l’acide isocyanurique, appelé stabilisant, qui agit comme un filtre à ultra-violets. En se combinant avec le chlore, il forme des composés chlorés actifs stabilisés qui sont moins sensible au rayonnement solaire.

Cette stabilisation est effective à partir d’une teneur en stabilisant de 25 ppm (partie par million) ou 25 mg/l (milligramme par litre).

Un des moyens pour procéder est d’ajouter un produit dit stabilisant (si l’on utilise du chlore non stabilisé) ou d’utiliser du chlore stabilisé, pour prolonger l’action du chlore. Ceci explique pourquoi les traitements aux chlorocyanuriques (Dichlore, Trichlore), également appelé chlore stabilisé sont largement plébiscités, car ils permettent d’administrer le chlore et de le stabiliser en même temps.

Cela dit, il ne faut pas mettre trop de stabilisant car au delà d’un certain taux, il empêche la formation d’acide hypochloreux ou chlore libre, rendant le chlore inoffensif contre les micro-organismes.

Dans les piscines publiques en France, la législation impose un taux de stabilisant inférieur à 75 ppm ou 75 mg/l. Il n’y a pas d’obligation légale en ce qui concerne les piscines privées.

La piscine est un domaine technique où on ne peut faire l’impasse de quelques connaissances sur les produits de traitement et la chimie de l’eau. Si vous rencontrez un problème avec votre eau de piscine (mal équilibrée, mal désinfectée, couleur bizarre que vous n’arrivez pas à rattraper), la meilleure solution est de faire appel à un professionnel.

Aperçu		Nom	Prix
1		HTH Spa - Recharge Pooltester Chlore / pH - pastilles	14,85 € 11,71 €		-21%
2		HTH Spa - Pooltesteur Chlore / pH - pastilles	23,40 € 19,20 €		-18%
3		BAYROL Spa Time - Chlore Multifonction - 1kg	24,90 € 19,90 €		-20%
4		BAYROL Spa Time - Chlore Granulés - 1kg	24,00 € 21,50 €		-10%
5		Douche solaire piscine PVC 20 L	179,00 € 170,05 €		-5%
6		Douche solaire piscine PVC 35 L + rinçe pied	249,00 € 236,55 €		-5%