Chloration d'un poste isolé : la dose, le résidu et le temps
Une section de 40 hommes tient un poste d'observation isolé ; le seul point d'eau est un ruisseau boueux à 200 m. Le sanitaire dispose de 500 g d'hypochlorite de calcium (HTH) titré à 70 % de chlore actif, d'un baril de 200 litres, d'une balance de cuisine graduée de 10 en 10 g et d'une bouteille graduée de 1 litre. Le protocole retenu est : filtrage sur tissu, décantation, chloration à 2 mg/L de chlore actif, contact de 30 minutes, puis contrôle d'un résidu de 0,2 à 0,5 mg/L. Un caporal propose de « mettre dix fois la dose pour être tranquille » et veut boire au bout de cinq minutes : il affirme que l'eau est claire, donc propre. Le baril est rempli à la pompe à main : 0,4 litre par coup de piston, 25 coups par minute, hauteur de refoulement 6 m. La consommation minimale retenue est de 5 litres par homme et par jour.
1. Calculez la masse de HTH nécessaire pour traiter un baril de 200 litres et expliquez pourquoi la balance disponible ne permet pas de la peser. Proposez une méthode de dosage applicable sur le terrain.
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Chlore actif nécessaire : 200 L × 2 mg/L = 400 mg.
Masse de produit : le HTH ne titre que 70 %, donc 400 / 0,70 = 571 mg, soit environ 0,57 g.
Pourquoi la pesée est impossible : la balance est graduée de 10 en 10 g, soit environ dix-sept fois la masse recherchée. Aucune approximation n'est acceptable : multiplier la dose par erreur de lecture exposerait à un goût répulsif ou à une sous-chloration silencieuse.
Méthode par solution mère : dissoudre 10 g de HTH dans 1 litre d'eau. Cette solution contient 10 000 mg de produit par litre, soit 10 000 × 0,70 = 7 000 mg de chlore actif par litre. Pour obtenir 400 mg, il faut 400 / 7 000 = 0,057 L, soit 57 mL par baril de 200 litres (arrondi pratique : 60 mL).
Précautions : préparer la solution mère le jour même, la conserver à l'abri de la lumière dans un récipient fermé et étiqueté, ne jamais la stocker dans une bouteille d'eau de boisson, et étalonner le geste sur un seul baril avant de généraliser. Le passage par une solution mère transforme une pesée impossible en une mesure de volume fiable.
2. Répondez au caporal : pourquoi dix fois la dose et cinq minutes de contact ne rendent-elles pas l'eau potable ? Qu'est-ce qui détermine réellement la sécurité de l'eau ?
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Trois erreurs se cumulent dans sa proposition.
1. Le contact, pas seulement la dose. La désinfection dépend du produit concentration × temps. Cinq minutes au lieu de trente laissent survivre des germes que le chlore détruit lentement ; les kystes de Giardia et de Cryptosporidium résistent même à une chloration correcte et exigent une filtration préalable soignée. Le filtrage et la décantation ne sont pas des formalités : la turbidité abrite les micro-organismes du chlore.
2. La demande en chlore. Une eau trouble consomme du chlore avant d'être désinfectée. Une dose fixe, même multipliée par dix, ne garantit rien : elle peut être entièrement absorbée. Inversement, un excès laisse un goût qui pousse les hommes à boire moins - et la déshydratation devient le vrai risque opérationnel.
3. Le seul contrôle valable est la mesure du résidu. Après 30 minutes, on doit trouver 0,2 à 0,5 mg/L de chlore résiduel. Résidu trop faible : on recharge. Résidu trop élevé : on attend ou on dilue.
« L'eau est claire donc propre » est faux : les agents pathogènes ne se voient pas. La clarté renseigne sur le risque, elle ne le mesure pas.
3. Calculez le temps de remplissage du baril et le travail mécanique fourni à la pompe. Cette charge est-elle le facteur limitant pour 40 hommes ?
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Temps de remplissage : 200 L / 0,4 L par coup = 500 coups ; à 25 coups par minute, 500 / 25 = 20 minutes.
Travail utile : W = m × g × h = 200 × 9,81 × 6 = 11 772 J, soit environ 11,8 kJ.
Puissance utile : 11 772 J / 1 200 s ≈ 9,8 W. C'est très peu au regard de la capacité d'un homme, même en tenant compte du rendement médiocre de la pompe et des pertes de charge.
Conclusion sur le facteur limitant : la dépense musculaire n'est pas le problème. Pour 40 hommes à 5 L/jour, il faut 200 L, soit un baril - le strict minimum pour la boisson ; en comptant la cuisine et l'hygiène, deux barils par jour sont plus réalistes, soit 40 minutes de pompage au total, répartissables. Le vrai facteur limitant est le temps d'attente imposé par la chloration (30 minutes) et la nécessité de ne jamais boire avant le contrôle du résidu. La solution d'organisation est donc de faire tourner deux barils en alternance : pendant que l'un décante et se chlorifie, l'autre est consommé.