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Les ultras violets

Les ultras violets deviennent de plus en plus indispensables dans un bassin de jardin.

Le spectre lumineux

Le soleil émet des ondes de différentes longueurs exprimées en nanomètre (nm) pour notre oeil seul les longueurs comprises entre 400 et 780 nm sont perceptibles.

Au dessus de 780 nm, on parle d'infrarouge, en dessous de 400 nm et jusqu'à 100 nm on parle d'ultra-violet et en dessous de 100 nm on entre dans le domaine des rayons X.

Spectre lumineux

Les ultra-violet

L'effet germicide des rayons lumineux est connu depuis le 17e siècle. Ce n'est portant que 100 ans plus tard que l'on parviendra à déterminer que la plage de 200 à 400 nm est celle où le phénomène est constaté, avec un point d'efficacité accrue pour une longueur d'onde de 254 nm.

Cette plage lumineuse est séparée en 3 types :

  • Les UV-A
    Situés entre 315 et 400 nm, ils sont essentiellement responsables du bronzage

  • Les UV-B
    Situés entre 290 et 315 nm, ils stimulent la production de certaines vitamines dans la peau.
  • Les UV-C
    Situés entre 200 et 290 nm, ils ont un effet germicide sur les cellules. Ce sont ce type de rayons, et plus précisément ceux dont la longueur d'onde est de 254 nm qui sont utilisés dans les appareils "Ultraviolet" qui équipent nos bassins.

L'efficacité des UV-C

Les organismes vivants sont plus ou moins sensibles aux rayons ultra-violet de 254 nm, mais c'est leur intensité et la durée de l'exposition qui va déterminer si une cellule va être détruite ou seulement endommagée.

C'est dans le noyau de la cellule que se situe l'ADN (acide déoxyribonucleïde) sensible aux rayons UV-C. Les cellules ont la capacité de réparer les petits dommages engendrés par une exposition courte aux rayons dans un délai très court. C'est pourquoi l'intensité et le temps d'exposition sont importants.

L'intensité est exprimée en microwatts par centimètre carré (µW/cm²) et la durée d'exposition est exprimée en seconde (s). La dose nécessaire s'exprime donc en µWs/cm² ou parfois en Ws/m².

Pour tuer la majorité des algues unicellulaires présente dans l'eau d'un bassin, il faut un rayon UV-C de 254 nm avec une intensité et une durée de 120 Ws/m². Une valeur qui suffit aussi pour détruire les bactéries pathogènes et les virus avec une efficacité de 90 %.

La destruction des algues unicellulaires

Pour détruire les algues unicellulaires, responsables de l'eau verte, il faut une puissance de 2 à 4 W/m3 de volume de bassin selon l'ensoleillement. La plupart des appareils "Ultraviolet" fermés propose une longueur d'exposition et un débit conseillé qui permettent d'atteindre cette valeur de 120Ws/m². Il est donc impératif de respecter le débit annoncé par le constructeur ; avec un débit plus élevé, la dose ne serait plus efficace et avec un débit moindre, les algues pourraient se multiplier plus rapidement qu'elles ne sont détruites.

La destruction des pathogènes

La plupart des pathogènes présents dans l'eau du bassin sont détruits avec des doses inférieures à 120 Ws/m², encore faut-il qu'ils passent devant les rayons ultraviolet.

Valeurs de destruction

La pression bactérielle

Les bactéries pathogènes se développent librement dans l'eau et à une température avoisinant les 20°C. Elles doublent leur nombre toutes les heures. Une eau sanitaire pour piscine doit avoir une concentration en bactéries pathogènes < 500 KBE/ 100 ml. Cette valeur peut être déterminée par des tests effectués en laboratoire : la concentration de bactéries dans un volume donné.

Dans une eau de montagne cette valeur peut être inférieure à <100 KBE/100ml, tandis que dans une usine de retraitement d'eau; elle peut atteindre une valeur >850.000 KBE/100ml.

Le bassin à koi

Dans un bassin, milieu fermé par définition, les bactéries pathogènes se développent naturellement et leur nombre peut atteindre des valeurs très importantes. Pour diminuer cette prolifération il existe différentes solutions :

  • Des changements d'eau continus vont diluer cette concentration (l'eau de conduite est très faible en pathogènes).
  • Des conditions sanitaires optimales : oxygénation importante et absence de zones anaérobies vont diminuer les probabilités de développement des pathogènes.
  • Une destruction par ultraviolet.
  • Une destruction par oxydation à l'ozone.

La destruction par ultraviolet

Le passage devant des UV-C correctement dosés élimine 90% des pathogènes.
Sachant, comme déjà indiqué plus haut que les pathogènes doublent leur nombre en une heure, un calcul simple permet de définir le volume d'eau qu'il faut irradier chaque heure pour ne pas avoir une augmentation de la pression bactérielle.

Résultat pour un volume d'eau irradié insuffisant

Dans un bassin se trouve 100 pathogènes, la moitié de l'eau passe devant l'UV en une heure et détruit 90% des pathogènes : 50 x 90% = 45. Il reste donc 5 survivants. Pendant cette heure les 50 autres pathogènes vont se reproduire et doublé leur nombre. Il sont donc à nouveau 100 soit un total de 105 pathogènes.

On constate donc que, bien que L'UV soit efficace, le nombre des pathogènes augmente !
 

Résultat pour un volume d'eau irradié suffisant

On refait le calcul avec à nouveau 100 pathogènes dans le bassin, mais cette fois, nous ferons passer 60% du volume d'eau devant l'UV : 60 x 90% = 54. Il reste donc 6 survivants. Pendant cette heure, les 40 pathogènes vont se reproduire et passer leur nombre à 80. Au final, et au bout d'une heure, il ne restera que 86 pathogènes.

Le constat est cette fois positif puisqu le nombre de pathogène diminue d'heure en heure !

Conclusion

Pour détruire les algues unicellulaires et les pathogènes il faut tenir compte de plusieurs facteurs :

  • L'intensité et le temps d'exposition aux rayon Ws/m²
  • Le volume du bassin et son exposition
  • Le débit passant devant l'UV : toujours > à 60% du volume total du bassin pour avoir une efficacité sur la pression bactérielle.

 

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