FICHE D’INFORMATION : LA TEMPÉRATURE DE L’EAU
Pourquoi la température de l'eau est importante
La température de l'eau est critique car c'est une qualité importante dans les paramètres environnementaux. Il est important de mesurer la température de l'eau. En faisant cela, nous pouvons voir les caractéristiques de l'eau telles que les propriétés chimiques, biologiques et physiques de l'eau, ainsi que les effets possibles sur la santé. La température de l'eau est un facteur important en déterminant si une masse d'eau est acceptable pour la consommation et l'utilisation humaine.
La température dans l'eau régit les types de vie aquatique qui y vivent.
Il régule la concentration maximale d'oxygène dissous dans l'eau.
La température influence le taux de réactions chimiques et biologiques.
Il affecte le niveau d'oxygène dissous dans l'eau, la photosynthèse des plantes aquatiques, les taux métaboliques des organismes aquatiques et la sensibilité de ces organismes à la pollution, aux parasites et aux maladies.
Température : Définition
Dans les Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : document technique – la température, il est indiqué que « Dans l'International Practical Temperature Scale of 1968, amended edition, 1975, on définit la température par rapport à la résistance électrique, mesurée à trois points de repère (le point triple de l'eau, le point d'ébullition de l'eau sous la pression d'une atmosphère et le point de congélation du zinc) d'un thermomètre ordinaire à résistance de platine. »
L'objectif esthétique de la température de l'eau dans les Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada est 15°C. Ceci est parce que la plupart des consommateurs se plaignent de l’eau du robinet à 19°C ou plus. L'intensité du goût est la plus grande pour l'eau à température ambiante et est considérablement réduite en refroidissant ou en chauffant l'eau. L'augmentation de la température augmentera également la pression de vapeur des substances volatiles présentes dans l'eau potable et, par conséquent, pourrait entraîner une odeur accrue. Il est également possible que des champignons-micro se développent à l'intérieur des systèmes de plomberie internes des bâtiments, provoquant des plaintes de goût et d'odeurs de moisi ou de terre si la température dépasse environ 16°C. Il est conseillé de limiter au maximum la croissance de ces organismes en utilisant de l'eau froide, car il a été démontré que certaines croissances organiques protègent les bactéries des effets de la chloration.
Dans les lignes directrices pour la qualité de l'eau, il est indiqué que « La température à laquelle s'effectuent la plupart des réactions chimiques dépend de l'énergie associée à l'activation de celles-ci. Une baisse de la température entraîne généralement un ralentissement des réactions chimiques. Les concentrations relatives des réactifs et des produits en équilibre chimique peuvent aussi varier en fonction de la température… Tous les aspects du traitement et de la distribution de l'eau potable sont donc touchés par la température. »
La mesure
Dans les Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : document technique - la température, il est indiqué que « Pour effectuer les mesures nécessaires au traitement de l'eau, un thermo-mètre à mercure de bonne qualité, gradué en degrés Celsius, suffit. Le thermomètre doit être gradué au 1/10e de degré et son exactitude doit être vérifiée à l'aide d'un thermomètre de précision conforme aux normes du National Bureau of Standards des États-Unis. »
Il n'est pas économiquement possible de modifier la température de l'eau à l’usine de traitement d’eau. Par conséquent, la température est largement déterminée par le choix de la source d'eau brute et la profondeur de la prise d’eau. Au Canada, la température de l'eau de surface présente une grande variation saisonnière dans la plupart des localités (2ºC - 25ºC). La croissance des algues dans les eaux de surface ne devient normalement perceptible qu'à des températures supérieures à 15 ºC. Les eaux souterraines ont une température saisonnière plus constante. La température des puits profonds ne varie que de 2ºC à 3ºC. De plus grandes variations se produisent dans les eaux souterraines peu profondes.
Comment la température de l'eau affecte le traitement de l'eau
Lorsque le traitement chimique est impliqué, les taux de réactions chimiques diminuent généralement avec la diminution de la température car la dépendance à la température de la plupart des réactions chimiques provient de l'énergie d'activation qui leur est associée. De plus, les concentrations relatives de réactifs et de produits dans les équilibres chimiques peuvent également changer avec la température. Par conséquent, la température peut affecter tous les aspects du traitement et de la distribution d'eau potable.
L'efficacité de l'une des étapes clés du traitement de l'eau, la coagulation, dépend fortement de la température. En outre, le pH optimal pour le processus de coagulation diminue à mesure que la température augmente. De plus, à mesure que la température diminue, la viscosité de l'eau augmente et le taux de sédimentation diminue. Un temps de décantation plus long n'étant pas disponible dans une usine de traitement d’eau ayant un débit et une capacité de bassin fixes, l'efficacité de l'élimination de la couleur et de la turbidité par coagulation et sédimentation peut être moindre en hiver qu'en été. En raison de la stratification des eaux plus chaudes sur les eaux plus froides du bassin de traitement, de très faibles augmentations de la température (<1°C) de la source d’eau brute diminuent l’efficacité du processus de floculation-sédimentation. Cependant, une conception appropriée des installations et des processus peut résoudre ce problème.
La température affecte le pouvoir de désinfection, la manière dont la désinfection ralentit la croissance et empêche la survie des micro-organismes. Lorsque l'eau a un pH supérieur à 8,5, des températures plus élevées multiplient l'efficacité bactéricide du chlore, ainsi que son efficacité pour tuer certains virus. Certaines études ont montré que le taux de formation de chloroforme dans l'eau brute traitée avec une dose de chlore de 10 mg/L se multipliait à des températures plus élevées.
Il a également été constaté que la température de l'eau est peut-être le facteur le plus important influençant la variation saisonnière des concentrations de trihalométhanes.
Sans inhibiteurs de corrosion, le taux de corrosion a fortement augmenté lorsque la température de l'eau était plus élevée. L'utilisation d'hydroxyde de sodium pour augmenter le pH a réduit cette augmentation de moitié. Cependant, à des températures inférieures à 10°C, l'eau contenant de l'hydroxyde de sodium présentait un taux de corrosion plus élevé que l'eau non traitée.
Comme nous l'avons appris, l'activité bactérienne est significativement diminuée à basses températures. Malgré cela, le traitement biologique de l'eau peut toujours être utilisé pour traiter efficacement l'eau de source froide. Le traitement biologique de l'eau, dans le cadre du processus de Integrated Biological and Reverse Osmosis Membrane (IBROM), a traité efficacement les eaux souterraines froides en Saskatchewan. Lorsque le processus de traitement par IBROM est utilisé, l'eau potable obtenue non seulement conforme aux Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada, mais également à tous les règlements et normes du monde.
Effets du changement climatique sur la température de l'eau
Le cycle de l'eau joue un rôle important dans la quantité d'eau il y a disponible pour usage et la quantité d'eau disponible pour remplir les lacs et les rivières ainsi que d'autres masses d'eau de surface utilisées par la plupart des communautés. La température de l'eau augmente le taux d'évaporation de l'eau dans l'atmosphère et augmente la capacité de l'atmosphère à retenir d'eau. Le changement climatique peut provoquer une évaporation accrue qui peut assécher certaines zones et entraîner une précipitation excessive dans d'autres zones.
Le changement climatique a des effets divers dans le monde entier, mais un des effets qui est lié à l'eau est que les hivers deviennent plus chauds et plus courts dans certains endroits. En outre, l'Arctique et d'autres régions qui sont généralement froides se réchauffent, ce qui entraîne un réchauffement accru (et donc la fonte) des plaques de glace et des calottes glaciaires. Les températures hivernales plus chaudes entraînent une chute de précipitation sous forme de pluie plutôt que de neige. Cela peut modifier le moment de l'écoulement dans les rivières qui ont leurs sources dans les zones montagneuses.
Bas niveaux d’eau à Lac Abraham. Extraites de https://www.flickr.com/photos/gouida/29579943976
À mesure que les températures augmentent, les gens et les animaux ont besoin de plus d'eau pour se maintenir en bonne santé. Produire de l'énergie dans les centrales électriques, élever du bétail et cultiver des cultures nécessite également beaucoup d'eau. La quantité d'eau disponible pour ces activités peut être réduite à mesure que la Terre se réchauffe.
La qualité d'eau
L'Île-du-Prince-Édouard est très vulnérable à l'élévation du niveau de la mer en raison du changement climatique. Extraites de https://www.thestar.com/business/2015/11/14/prince-edward-island-coastal-real-estate-and-the-impact-of-climate-change.html
La qualité de l'eau pourrait souffrir dans les zones où les précipitations ont augmenté. Par exemple, dans le Nord-Est et le Midwest, l’augmentation des événements de fortes précipitations pourrait causer des problèmes pour l’infrastructure d’approvisionnement en eau, quand les systèmes d’égouts et les usines de traitement des eaux sont submergés par le volume accru d’eau. Les fortes pluies peuvent augmenter la quantité de ruissellement qui entre les rivières et les lacs, poussant les sédiments, les nutriments, les polluants, les ordures, les déchets animaux et autres matériaux dans les réserves d'eau, les rendant inutilisables, dangereuses ou nécessitant un traitement de l'eau.
Les ressources d’eau douce le long des côtes font face à des risques liés à l'élévation du niveau de la mer. Au fur et à mesure que la mer se lève, l'eau salée pénètre dans les zones d'eau douce. De plus, comme l’eau douce est extraite des rivières pour l’usage humain, l’eau salée se déplacera plus en amont. La sécheresse peut rendre les ressources en eau côtières plus salées. Les infrastructures hydrauliques dans les villes côtières, y compris les systèmes d'égouts et les installations de traitement des eaux usées, sont exposées à des risques liés à l'élévation du niveau de la mer et aux conséquences néfastes des ondes de tempête.
Les impacts du changement climatique sur la disponibilité de l'eau et la qualité de l'eau toucheront de nombreux secteurs, incluant:
Production d'énergie
Infrastructure
Santé humaine
Agriculture et écosystèmes
Pour en savoir plus sur les effets de la température sur la qualité de l’eau, vous pouvez consulter la recherche effectuée à la Première nation de Yellow Quill. La communauté était sous un avis d'ébullition de l'eau pendant neuf ans. Lisez Integrated Biological Filtration and Reverse Osmosis treatment of cold poor quality groundwater on the North American Prairies.
Les pH-mètres réutilisables et les compteurs TDS réutilisables, disponibles dans les kits d’Opération Pollution d’Eau (OPE) de la Fondation de l’Eau Potable Sûre (FEPS), mesurent également la température de l'eau. Vous pouvez en apprendre plus à propos le programme OPE de la FEPS à https://www.safewater.org/operation-water-pollution
Vous pouvez faire une demande pour des kits FEPS sponsorisés, y compris des kits d’OPE, à https://www.safewater.org/sponsored-kit-request-form
Si vous souhaitez d’être sûr de recevoir un kit d’OPE et de le recevoir immédiatement, vous pouvez acheter un kit d’OPE à https://www.safewater.org/order-kits
Aimerez-vous aider les écoles à recevoir les kits d'Opération Pollution d'Eau afin que les élèves puissent tester les échantillons d'eau pour déterminer le pH, le TDS et la température, et apprendre plus à propos la pollution de l'eau, ses causes, son nettoyage et ce qu'ils peuvent faire pour résoudre le problème?
Ressources :
Ducharne, A. (2008, 23 mai). Importance of stream temperature to climate change impact on water quality. Extraites de https://hess.copernicus.org/articles/12/797/2008/
Governement du Canada. (2009, 6 fév.). Recommandations pour la qualité de l’eau potable au Canada : document technique – la température. Extraites de
https://www.canada.ca/fr/sante-canada/services/publications/vie-saine/recommandations-pour-qualite-eau-potable-canada-document-technique-temperature.html
Santé Canada. (mai 1979, réimprimé en 1995). La température. Extraites de https://www.canada.ca/content/dam/canada/health-canada/migration/healthy-canadians/publications/healthy-living-vie-saine/water-temperature-eau/alt/water-temperature-eau-fra.pdf
United States Environmental Protection Agency. (2017, 19 jan.). Climate Impacts on Water Resources. Extraites de https://19january2017snapshot.epa.gov/climate-impacts/climate-impacts-water-resources_.html
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Wheeling Jesuit University/NASA-supported Classroom of the Future. (2004, 10 nov.). Water Quality Assessment: Chemical. Extraites de http://www.cotf.edu/ete/modules/waterq3/WQassess3.html