Chlore libre, chlore total et
monochloramine
Le mot « chlore » dans un rapport peut désigner plusieurs choses. Mesurer la mauvaise espèce est l’une des raisons les plus fréquentes pour lesquelles le résiduel semble correct sur le papier alors que le système se comporte autrement. Voici une explication en termes simples.
Les quatre termes définis
Chlore libre
Le chlore disponible pour désinfecter : chimiquement, l’acide hypochloreux (HOCl), l’ion hypochlorite (OCl⁻) et le Cl₂ dissous. C’est le désinfectant le plus rapide et le plus puissant, que la plupart des réseaux chlorés visent à maintenir comme résiduel.
Chlore combiné
Chlore qui a réagi avec l'ammoniac ou des matières organiques pour former des chloramines – monochloramine, dichloramine, trichloramine et chloramines organiques. Il possède tout de même un certain pouvoir désinfectant mais est plus faible que le chlore libre.
Chlore total
Simplement le chlore libre plus le chlore combiné : la somme de tout. La plupart des analyseurs mesurent directement le chlore libre et le chlore total ; le chlore combiné est calculé par différence entre les deux.
Monochloramine
Une chloramine spécifique et bien définie (NH₂Cl) se forme délibérément lorsqu'un système utilise la chloramination. Dans de nombreux grands systèmes chloraminés, il s’agit essentiellement de la totalité du chlore résiduel, avec très peu de chlore libre présent.
La seule équation à retenir
Chlore total = chlore libre + chlore combiné
Les analyseurs mesurent généralement directement le chlore libre et total, puis rapportent le chlore combiné comme différence. Dans un système chloraminé, presque tout ce chlore combiné est de la monochloramine — donc le chlore total, et non le chlore libre, est ce qui reflète votre désinfectant résiduel.
La chloration au point de rupture, en bref
Lorsque du chlore est ajouté à de l’eau contenant de l’ammoniac, il ne produit pas immédiatement de résiduel libre. Il forme d’abord des chloramines, de sorte que le chlore combiné (et total) augmente. Si l’on ajoute davantage de chlore, ces chloramines sont progressivement détruites — le chlore total diminue réellement — jusqu’à ce que la demande soit satisfaite au point de rupture. Ce n’est qu’au-delà de ce point que le chlore supplémentaire subsiste sous forme de chlore libre.
La difficulté pratique : puisque la courbe monte, descend puis remonte, une même mesure de chlore total peut correspondre à trois doses de chlore différentes. Un chiffre isolé ne permet pas de savoir de quel côté du point de rupture vous vous trouvez. C’est pourquoi les exploitants pratiquant la chloramination surveillent plusieurs paramètres.
Lequel devez-vous mesurer ?
Chlore libre — pour les réseaux au chlore libre
Absence d’ammoniac, désinfection au chlore libre : mesurer directement le chlore libre.
Chlore total ou monochloramine — pour les réseaux chloraminés
La réaction DPD du chlore libre réagit à peine à la monochloramine ; une mesure du chlore libre serait donc proche de zéro. Mesurez le chlore total ou la monochloramine pour connaître votre résiduel réel.
Plusieurs espèces — pour le risque de nitrification et les transitions
Suivre ensemble le chlore libre, le chlore total et la monochloramine aide à détecter la nitrification, les excursions au point de rupture et la perte de résiduel dans la distribution.
sensorsMesurer les trois avec un seul capteur
Le Halogen MP-TOTAL fournit les mesures du chlore libre, du chlore total et de la monochloramine, ainsi que du pH, de la conductivité, de la température et du potentiel redox, avec un seul capteur ampérométrique. Cela est utile pour les réseaux alternant chlore libre et chloramination ou devant surveiller la nitrification.
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre le chlore libre et le chlore total ?
Le chlore libre est le désinfectant qui n’a pas encore réagi — acide hypochloreux et ion hypochlorite. Le chlore total est le chlore libre plus le chlore combiné (chloramines formées lorsque le chlore réagit avec l’ammoniac ou les matières organiques). Le chlore combiné est la différence : total moins libre.
La monochloramine est-elle la même chose que le chlore combiné ?
La monochloramine est le composant principal et le plus souhaitable du chlore combiné dans un réseau chloraminé, mais celui-ci inclut aussi dichloramine, trichloramine et chloramines organiques. Dans un réseau bien exploité, la monochloramine domine et les autres chloramines sont minimisées.
Qu’est-ce que la chloration au point de rupture ?
Lorsque le chlore est ajouté à l’eau contenant de l’ammoniac, il forme d’abord des chloramines, augmentant ainsi le chlore combiné. Ajouter encore plus de chlore détruit ces chloramines (la courbe descend), jusqu'à ce que la demande soit satisfaite au point de rupture. Au-delà du point de rupture, le chlore supplémentaire reste sous forme de chlore libre résiduel. Étant donné que le chlore total peut lire la même valeur à trois doses différentes, une seule lecture du chlore total peut être ambiguë pendant la chloramination.
Dois-je mesurer le chlore libre ou le chlore total ?
Si votre réseau ne contient pas d’ammoniac et désinfecte au chlore libre, mesurez le chlore libre. En cas de chloramination, le chlore total ou une mesure directe de monochloramine reflète le résiduel, car la réaction DPD du chlore libre répond peu à la monochloramine. Mesurer plusieurs espèces donne une vision plus claire de votre position sur la courbe du point de rupture.
Pourquoi les réseaux chloraminés présentent-ils presque aucun chlore libre ?
Dans un réseau chloraminé, le chlore est volontairement lié à l’ammoniac sous forme de monochloramine, laissant très peu de chlore libre. La mesure du chlore libre sera proche de zéro même si un résiduel désinfectant important est présent sous forme de monochloramine, d’où l’importance du bon paramètre.
Références et sources
- 1.Comprendre la chloration au point de rupture — définitions du chlore libre, combiné et total ; courbe du point de rupture et ses zones — Kuntze USA. https://www.kuntzeusa.com/knowledge/understanding-breakpoint-chlorination
- 2.Chloramination et courbe de chloration au point de rupture — pourquoi les réseaux utilisent la chloramination (réduction des sous-produits de désinfection, résiduel plus durable) et comment se forme la monochloramine — Hach Company. https://www.hach.com/industries/drinking-water/disinfection/chloramination
- 3.Analyseur de chlore multiparamètre MP-TOTAL — documentation produit (chlore libre, chlore total et monochloramine avec un seul capteur ampérométrique) — Halogen Systems Inc.. https://halogensys.com/products/sensors/mp5-free-chlorine
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