Le fût de 200 litres : doser la Javel quand l'eau est trouble
Lors d'un bivouac de 48 heures au bord du fleuve, un groupe de 30 élèves du prytanée doit rendre potable l'eau d'un puits pour préparer les repas. Matériel disponible : un fût propre de 200 L, une seringue graduée de 20 mL et un flacon d'eau de Javel titrant 2,6 % de chlore actif (soit 26 g/L). Le protocole affiché indique une dose de 2 mg de chlore actif par litre. L'eau du puits est trouble : la mesure donne 25 NTU, alors que la désinfection n'est fiable qu'en dessous de 5 NTU. Un élève propose de « mettre trois fois plus de Javel pour compenser la boue ». Un autre propose de faire bouillir l'eau, puis de la boire immédiatement. Le fût est rempli à ras bord et il reste 40 minutes avant le repas.
1. Calculer le volume d'eau de Javel à prélever pour 200 L, décrire le geste et indiquer le contrôle à faire avant de servir l'eau.
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Dose visée : 2 mg/L × 200 L = 400 mg de chlore actif.
Concentration du flacon : 2,6 % = 26 g/L = 26 000 mg/L, soit 26 mg/mL.
Volume à prélever : V = 400 / 26 000 L = 0,0154 L ≈ 15,4 mL, soit environ 15 mL.
Geste : prélever 15 mL à la seringue (graduée de 20 mL, précision suffisante : 1 mL d'écart représente 0,13 mg/L, négligeable), verser dans un petit volume d'eau du fût pour pré-diluer, mélanger, puis verser dans le fût et remuer. Attendre au moins 30 minutes avant consommation - d'où la contrainte des 40 minutes, qui tient mais sans marge.
Contrôle : mesurer le chlore résiduel libre après 30 minutes ; il doit rester environ 0,2 à 0,5 mg/L. S'il est nul, la demande en chlore de l'eau a consommé la dose et la désinfection n'est pas assurée. S'il est très élevé, l'eau est trop chargée et il faut aérer ou attendre.
Point de méthode : on calcule d'abord la masse de chlore, puis le volume de solution ; on ne raisonne jamais directement en « millilitres par litre » sans passer par la concentration.
2. Évaluer la proposition « mettre trois fois plus de Javel pour compenser la boue ». Expliquer ce que la turbidité fait réellement au chlore et pourquoi la surenchère de dose est une mauvaise réponse.
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La proposition part d'une observation juste et en tire une conclusion fausse.
Observation juste : une eau trouble exerce une demande en chlore. Les matières organiques et les particules en suspension consomment du chlore avant que celui-ci n'atteigne les micro-organismes ; à dose normale, le chlore résiduel peut être nul et la désinfection incomplète.
Conclusion fausse : multiplier la dose par trois. D'abord parce que les particules continuent de protéger les germes : le chlore attaque la matière organique, pas la boue. Ensuite parce que l'excès produit des sous-produits de désinfection (trihalométhanes, chloramines), un goût et une odeur repoussants - ce qui, en situation réelle, pousse les usagers à boire l'eau non traitée. Enfin parce que certains parasites, comme Cryptosporidium, résistent à des doses de chlore élevées.
La bonne réponse est une séquence, pas un chiffre : clarification d'abord (décantation, filtration sur tissu ou sur sable), puis désinfection. La dose de 2 mg/L est une dose de consigne ; on l'ajuste après mesure du chlore résiduel, jamais « au hasard » en fonction de l'aspect de l'eau. Une eau claire mal désinfectée reste dangereuse ; une eau trouble surchlorée le reste aussi.
3. Le second élève propose de faire bouillir l'eau puis de la boire immédiatement. Comparer ébullition et chloration, et trancher pour les 40 minutes qui restent avant le repas.
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L'ébullition est le procédé le plus sûr contre les agents pathogènes microbiens : portée à gros bouillons, elle tue bactéries, virus et la plupart des parasites. Mais elle a trois limites ici : elle ne clarifie pas l'eau, elle ne retire ni les nitrates ni les substances chimiques, et surtout elle est difficile à mettre en œuvre en volume et en temps. Faire bouillir 200 L au bivouac est hors de portée du matériel, et l'eau bouillante doit refroidir avant d'être bue ou utilisée pour laver des légumes.
La chloration a l'avantage du volume, de la simplicité et de la rémanence : le chlore résiduel continue de protéger l'eau stockée dans le fût contre une recontamination. Son inconvénient est l'efficacité variable selon la turbidité, et l'absence d'effet sur Cryptosporidium.
Décision pour le repas : clarification (décantation, filtration sur tissu propre) puis chloration des 200 L, avec mesure du chlore résiduel avant le service ; on couvre le fût. L'ébullition est réservée à l'eau de boisson en petite quantité, dans une marmite, avec refroidissement et stockage couvert. On distingue donc deux usages : eau de cuisson et de lavage (chlorée) et eau de boisson (bouillie ou chlorée clarifiée). Aucune des deux méthodes ne s'applique à une eau non clarifiée sans précaution.