Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données chimiques

Données thermodynamiques

Données industrielles

Ressources en eau

Dans le monde.

Salée : 1 350 millions de km³.

Douce : 33,6 millions de km³ dont :

• 74,4 % en neige et glace,
• 25 % en eaux souterraines,
• 0,6 % en cours d’eau et lacs,
• 0,04 % dans l’atmosphère.

Le lac Baïkal (Sibérie) de 31 500 km² de superficie et de 1 637 m de profondeur maximale renferme 23 000 km³ d’eau douce soit environ 1/10 de l’eau douce de surface.

Ressources en eau renouvelables par habitant, pour quelques pays, en 2019 : moyenne mondiale : 5 000 m³/habitant/an, en 2014.

Source : Aquastat

Cycle de l’eau sur terre
(en milliers de km³ par an)

Situation française : en milliards de m³ en année moyenne.

• Les précipitations moyennes sont de 512 milliards de m³/an soit 932 mm/m². Elles s’évaporent à 61 %, alimentent les cours d’eau à 16 % et s’infiltrent dans les nappes souterraines à 23 %.
• La nappe alluviale d’Alsace est la plus importante d’Europe, surface : 2 800 km², réserves : 50 milliards de m³ d’eau.
• Le stock d’eau dans les lacs est de 107 milliards de m³ dont 83 % correspondent à la partie française du lac Léman et 11 % aux lacs artificiels. La France possède 270 000 km de cours d’eau.
• La quantité totale d’eau douce disponible est comprise entre 3 400 et 3 800 m³/habitant/an.

Eaux en bouteilles

Consommation d’eau en bouteilles, dans le monde

En 2019. Monde : 504 629 millions de litres et 65,5 litres par habitant.

La consommation des États-Unis était de 1,34 milliard de litres, en 1976.

Consommation d’eau en bouteilles, dans l’Union européenne

En 2019, Union européenne : 52 milliards de litres soit 118 litres par habitant.

En 2016, l’eau est à 87,4 % renfermée dans du PET, 12,4 % dans du verre, 0,1 % de l’aluminium, 0,1 % du carton.

Il y a 594 sources productrices, à 82 % d’eau minérale, 16 % d’eau de source, 3 % d’eau traitée.

Commerce international de l’eau en bouteille plate et gazeuse

Principaux pays exportateurs : en 2022.

Source : ITC

Les exportations italiennes sont destinées à 25 % à la France, 21 % aux États-Unis, 11 % à la Suisse, 10 % à l’Allemagne.

Principaux pays importateurs : en 2022.

Source : ITC

Les importations allemandes proviennent à 82 % de France, 11 % d’Italie, 2 % de Turquie.

Principaux producteurs d’eau embouteillée

En 2021 :

Nestlé, en 2021, a réalisé un chiffre d’affaires de 4,04 milliards de francs suisses, avec 87 unités de production dans 30 pays et 48 marques. Sa part de marché mondial est de 11 %. Le secteur de l’eau représente 4,6 % des ventes du groupe.

Danone, en 2021, a réalisé un chiffre d’affaires dans l’eau embouteillée de 3,961 milliards d’euros, soit 16 % du chiffre d’affaires du groupe. Les 3 principales marque vendues sont dans l’ordre : Aqua en Indonésie, Mizone en Chine et Évian.

Situation française

Production : en millions de litres, en 2021.

En France, les eaux minérales naturelles et de sources proviennent de gisements souterrains bénéficiant d’une protection géologique naturelle et ne subissent aucun traitement de désinfection. L’eau minérale naturelle a pour obligation d’avoir une composition minérale stable, garantie tout au long de l’année. Elle peut présenter une minéralité particulière qui lui confèrent des propriétés bénéfiques. L’eau de source n’a pas l’obligation de garantir une composition minérale stable. La France est l’un des rares pays où s’est développée la consommation d’eau de source.

• Production d’eaux minérales naturelles : 6 434 (2 900 en 1980).
• Production d’eaux de sources : 4 874.
• La production est à 83 % plate et 17 % gazeuse.

Il y a 78 sources exploitées d’eaux minérales, 74 d’eaux de source et 6 eaux rendues potables par traitement.

Cartes française des sources d’eaux minérales, document de la Maison des Eaux Minérales Naturelles.

Commerce extérieur : en millions de litres, en 2024.
Eaux minérales naturelles plates :

• Exportations : 2 160 vers l’Allemagne à 37 %, la Belgique à 24 %, le Royaume Uni à 13 %, la Suisse à 8 %.
• Importations : 273 d’Italie à 84 %, de Belgique à 5 %, du Luxembourg à 5 %.

Eaux minérales naturelles gazeuses :

• Exportations : 252 vers la Belgique à 31 %, l’Allemagne à 12 %, le Canada à 9 %, les États-Unis à 7 %, la Chine à 7 %.
• Importations : 259 d’Italie à 93 %, de Belgique à 2 %.

Eaux artificielles :

• Exportations : 165 vers les États-Unis à 56 %, l’Allemagne à la 36 %, Belgique à 5 %.
• Importations : 22 du Luxembourg à 86 %, d’Italie à 9 %.

Répartition des ventes d’eaux plates, en volume, en grandes et moyennes surfaces, en 2016 :

Source : Rayon Boissons

Répartition des ventes d’eaux gazeuses, en volume, en grandes et moyennes surfaces, en 2014-15 :

Source : Rayon Boissons

Principaux producteurs d’eaux minérales :

• Alma vente de 4 milliards de bouteilles avec les marques St Yorre, Vichy Célestin, Vernière, Thonon, Cristaline, Courmayeur, Rozana… L’eau de source Cristaline exploite 22 sources.
• Nestlé, avec les marques Contrexéville, Vittel, Perrier, Hépar, Valvert, Aquarel, Quézac, San Pellegrino … Possède, en France, 32,4 % de part de marché.
• Danone, avec les marques internationales : Evian, Volvic, Bonafont (Mexique, Brésil, Pologne), Mizone (Chine, Indonésie) et locales : Fontvella et Lanjarón (Espagne), Villavicencio et Villa del Sur (Argentine), Aqua (Indonésie), Zywiec Zdroj (Pologne).

Traitements de l’eau en vue de la rendre potable

On estime, en 2015, que dans le monde, 844 millions de personnes n’ont pas accès à l’eau potable soit 263 millions qui ont un accès à plus de 30 minutes aller-retour, 423 millions qui prélèvent l’eau dans des puits ou des sources non protégés et 159 millions qui prélèvent de l’eau de surface et près de 2,3 milliards n’ont pas accès à des services d’assainissement adéquats.

Dessalement de l’eau de mer et des eaux saumâtres

Début 2022, il y a 22 757 usines de dessalement en fonctionnement avec une capacité de production de 107,95 millions de m³/jour.

Vidéo de présentation par Veolia.

Origine de l’eau dessalée, en 2015, sur un total de 86,5 millions de m³/jour.

Source : Water World

Capacités de production, selon le procédé utilisé, en 2014, en % :

Source : IDA

En 2016, les procédés membranaires représentent 73 % des capacités de production, les procédés thermiques, 27 %.

Traditionnellement, l’eau de mer (35 à 50 g de sel/L) était plutôt distillée, alors que les eaux saumâtres (1 à 10 g/L) étaient traitées par osmose inverse. Actuellement, pour l’eau de mer, l’osmose inverse, consommant moins d’énergie, est de plus en plus utilisée. Par osmose inverse, 8 litres d’eau de mer donnent 4 litres d’eau douce et le même volume d’eau deux fois plus concentrée en sel.

Utilisé principalement dans les pays désertiques de la péninsule arabique : 70 % des besoins en eau pour la consommation humaine en Arabie Saoudite provient de 31 usines de dessalement d’eau de mer qui fournissent 1,2 milliard de m³/an, principalement par distillation.

Capacités de production, dans le monde, des usines de dessalement, en 2014 :

Source : Desaldata.com

Veolia est le premier producteur mondial avec, en 2019, une capacité de production de 13 millions de m³/jour, sur 2 300 sites dans 108 pays.

En Arabie Saoudite, la société d’état Saline Water Conversion Corporation, exploite 28 usines de dessalement avec une capacité de production de 4,6 millions de m³/jour, soit 69 % de la capacité du pays. En 2018, la production a été de 1 803 millions de m³.

La principale usine mondiale est celle de Ras Al Khair, en Arabie Saoudite. Sa capacité de production est de 1,025 million de m³/jour, à 70 % par distillation thermique à l’aide de 8 unités flash et 30 % par osmose inverse à l’aide de 17 unités.
En 2016, la plus importante usine au monde fonctionnant seulement par distillation thermique est celle de Shoaiba, en Arabie Saoudite, avec une capacité de production de 880 000 m³/jour.

L’une des plus importantes usines dans le monde fonctionnant par osmose inverse (320 000 m³/jour permettant d’alimenter 1,4 million de personnes) a été construite par Veolia à Ashkelon en Israël. 2 lignes de production fonctionnant en parallèle permettent après passage dans 32 unités d’osmose inverse de diminuer la concentration en sel de 45 g/L à 30 mg/L, la concentration maximale admissible pour la consommation humaine étant de 400 mg/L. En 2016, la plus importante usine dans le monde fonctionnant par osmose inverse est celle de Sorek, en Israël, au sud de Tel Aviv, avec une capacité de production de 627 000 m³/jour.

Traitements classiques d’une eau de rivière

Exemple de l’usine de traitement de Morsang-sur-Seine qui produit 225 000 m³/jour dans 3 unités en parallèle (voir schéma ci-dessous). La plus importante station de traitement d’eau potable en France est celle de Choisy-le-Roi : capacité de production maximale : 600 000 m³/jour, production moyenne : 313 000 m³ par jour.

Usine de traitement de l’eau de la Seine de Morsang-sur-Seine
(d’après un document de la Lyonnaise des Eaux que nous remercions)

Prélèvement d’eau brute de Seine avec élimination des particules de taille supérieure à 1 mm par prise d’eau sous la surface, dégrillage puis tamisage.

Prétraitement : la tendance actuelle est d’éviter la préchloration afin de ne pas former des composés du chlore avec l’ammoniac (chloramine donnant un goût désagréable) et avec des produits organiques (chlorophénols, chlorobenzènes, trichlorométhanes…), certains de ces composés étant toxiques ou suspects d’être cancérigènes. Il est préférable d’effectuer la chloration après élimination de l’ammoniac et des matières organiques.

Coagulation-floculation-décantation : le problème à résoudre est celui des particules de taille inférieure à quelques μm, chargées négativement, qui sont en suspension stable et qu’il faut éliminer.

• La coagulation permet la neutralisation des charges négatives à l’aide d’ions Al³⁺ (apportés par une solution de Al₂(SO₄)₃ ou de polychlorures d’aluminium) qui précipitent sous forme d’hydroxyde d’aluminium Al(OH)₃ à la surface des particules. L’apport est de 3 à 17 g Al₂O₃/m³. Les sels de fer (sous produits de l’industrie du dioxyde de titane) sont également employés. Les coagulants minéraux sont concurrencés par des coagulants organiques tels que le polymère de chlorure de diallydiméthyl ammonium (poly DADMAC).
• La floculation se traduit par le grossissement des particules par agglomération à l’aide d’un polymère (polyacrylamide anionique).
• Lors de la décantation, l’eau traverse par percolation une masse de boue constituée par les particules déjà séparées.

Traitements complémentaires :

• Une filtration sur sable permet l’élimination des derniers flocs à travers 1 m d’épaisseur de sable, avec une vitesse de filtration de 13 m/h.
• Ozonation : l’ozone est le désinfectant le plus efficace (voir le chapitre eau de Javel), avec 0,4 mg/L d’ozone résiduel et une durée de contact avec l’eau de 10 minutes. De façon générale, l’ozone est obtenu par décharge électrique à la fréquence de 800 Hz dans le dioxygène ou l’air (ou un mélange des deux) entre des tubes concentriques séparés de 1 à 2 mm qui constituent les électrodes. Le tube extérieur est en acier inoxydable, le tube intérieur est en verre (qui sert de diélectrique) métallisé. Un ozoneur contient quelques centaines de tubes. Le refroidissement est assuré par un courant d’eau. Les capacités de production peuvent atteindre plus de 150 kg de O₃/h et la concentration en O₃ atteindre 10 % dans le dioxygène. La consommation d’énergie varie, pour une tonne d’ozone, de 2 kWh dans l’air à 8 kWh dans le dioxygène.
• Une filtration sur charbon actif dégrade biologiquement les matières organiques dissoutes et permet l’élimination des goûts, pesticides, hydrocarbures, détergents avec une épaisseur de 1,30 m, à une vitesse, selon la filière, de 7 à 10 volumes d’eau traversant 1 volume de charbon en 1 h.
• Une désinfection finale est effectuée à l’aide de Cl₂ ou d’eau de Javel. Le Cl₂ résiduel doit avoir une teneur de 0,10 mg/L au robinet du consommateur.
• Une correction de pH est réalisée à l’aide d’une solution de NaOH ou de H₂SO₄ pour éviter les problèmes liés au CO₂ dissous dans l’eau et obtenir ainsi une eau ni agressive, ni incrustante.

Contrôle de la qualité de l’eau traitée :

• Une station d’analyse en continu et d’alerte est située à Nandy, à 5 km en amont de la prise d’eau avec suivi en continu de 18 paramètres : pH, résistivité, température, turbidité, dioxygène dissous, NH₃, radioactivité bêta, C.O.T., hydrocarbures, absorption UV à 254 nm, 6 métaux lourds, toxicité globale par test poisson (ichtyotest).
• Un contrôle en continu de la turbidité, du pH, de la dose de réactifs, de l’ozone et du dichlore résiduels, est réalisé.
• Une analyse quotidienne à chaque étape du traitement et au refoulement est effectuée.

Traitement des eaux à l’aide de membranes

Par ultrafiltration (avec des pores de 3 à 10 nm) ou par nanofiltration (avec des pores d’environ 1 nm). Ces techniques utilisent le pouvoir de tamisage des membranes. Jusqu’à présent réservées au traitement d’eaux souterraines, elles commencent à être utilisées pour le traitement d’eaux de surface :

Par ultrafiltration, par exemple, par la Lyonnaise des Eaux, à Anglet (64), 5 000 m³/jour, pour traiter les eaux de la Nive. Les modules de filtration contiennent de l’ordre de 15 000 fibres creuses soit par module, 50 m² de surface filtrante. Le procédé CRISTAL^® (Combinaison des Réacteurs Incluant Séparation par membranes Traitement par Adsorption en voie Liquide) mis au point par Degrémont, après une préfiltration à 200 μm, associe un traitement sur charbon actif en poudre à l’ultrafiltration tangentielle qui, à l’usine de Vigneux-sur-Seine de La Lyonnaise des Eaux, représente 1,2 hectare de surface filtrante. Comparé à l’ozonation, ce procédé est plus efficace vis à vis des composés organiques insaturés, des triazines, des mauvais goûts et des odeurs. En effet, en période chaude, l’ozonation n’élimine pas toujours complètement les goûts et les odeurs.

Rendements d’élimination (en %) de divers polluants lors du traitement de l’eau à l’usine de Vigneux-sur-Seine :

Par nanofiltration, par exemple, par le Syndicat des Eaux de l’Île de France (SEDIF), à Méry-sur-Oise (95), qui recourt à cette filière de traitement pour 70 % de sa production, les 30 % restants provenant de sa filière classique de traitement biologique (ozone-charbon actif). L’usine de Méry-sur-Oise, à partir de l’eau prélevée dans l’Oise, alimente 850 000 habitants avec une production moyenne de 152 000 m³ par jour. L’eau à traiter, après une étape de clarification poussée, passe encore par des pré-filtres qui retiennent les particules supérieures à 6 µm avant de traverser les membranes de nanofiltration qui retiennent les particules supérieures à 1 nanomètre. Par filtration tangentielle, sous l’effet d’une différence de pression entre les deux faces de la membrane, une partie du débit traverse la membrane en abandonnant la plupart des composés contenus. L’autre partie, ne traversant pas la membrane, se charge des composés retenus. L’eau est ainsi purifiée, physiquement, des micro-organismes, produits organiques, pesticides contenus et ne nécessite, par sécurité, qu’un apport réduit de dichlore lors de sa distribution (0,2 mg.L^-1) soit une réduction d’un facteur 10 de la quantité totale de chlore utilisé. Par ailleurs, le procédé permet d’adoucir l’eau.

Distribution de l’eau potable

En France, en 2016, les prélèvements d’eau destinés à la production d’eau potable ont été de 5,425 milliards de m³, avec 20,7 % de fuites dans les canalisations, en 2014. L’eau provenait à 65,1 % d’eaux souterraines et à 34,9 % d’eaux de surface avec, en 2015, un total de 33 150 captages.
Le réseau de canalisations de distribution a, en 2013, une longueur de 996 000 km.

A Paris : la production, gérée par Eau de Paris, est, en 2021, en moyenne de 468 493 m³/jour d’eau potable et 200 000 m³/jour d’eau non potable, avec une capacité de production de 1 million de m³/jour et une capacité de stockage de deux jours de consommation avec un réseau de distribution de 2 455 km d’eau potable et 1 700 km d’eau non potable. En 2021, la production d’eau potable a été de 170,9 millions de m³.
En 2021, 53 % de la production d’eau potable provient de 102 points de captages d’eaux souterraines situés dans les régions de Provins (77), Sens (89), Fontainebleau (77) et Dreux (28), amenées à l’aide de 4 aqueducs principaux (la Vanne pour 27 %, le Loing pour 15 %, la Voulzie et l’Avre pour 11 %) de 470 km de longueur. La source la plus éloignée (156 km) est située à Armentières (10). L’eau est stockée dans 5 réservoirs (Montsouris, Les Lilas et Ménilmontant, dans Paris ainsi que Saint-Cloud (92) et l’Haÿ les Roses (94)) et traitée dans 5 usines (Sorques (77), Longueville (77), Saint-Cloud (92), Porte d’arcueil (75) et l’Haÿ les Roses (94)).
47 % de la production d’eau potable provient d’eau de surface de la Seine (26 %) et de la Marne (21 %) traitée à Orly (300 000 m³/j) et Joinville (210 000 m³/j).

En Île de France : le Syndicat des Eaux d’Île de France (SEDIF), est le 1^er distributeur d’eau en France et le 3^ème en Europe. La gestion du réseau est déléguée, depuis le 1^er janvier 2011 et pour 12 ans, à Veolia. Le SEDIF alimente, en 2021, 135 communes et 4,02 millions d’habitants. Les capacités de production sont de 1,54 million de m³/jour pour une consommation moyenne de 762 000 m³/jour. 97 % des ressources du Syndicat des Eaux d’Île de France proviennent des trois grandes rivières ou fleuve de la région : Marne, Seine, Oise, 3 % de forages dans les nappes (à Neuilly-sur-Seine, Pantin, Aulnay-sous-Bois et Arvigny). La consommation d’eau des abonnés a été, en 2021, de 209,65 millions de m³.
En 2021, l’usine de Choisy-le-Roi alimente 1,92 million d’habitants avec une production moyenne, de 302 000 m³ par jour ; l’usine de Méry-sur-Oise alimente 880 000 habitants avec une production moyenne de 134 000 m³ par jour ; l’usine de Neuilly sur Marne alimente 1,77 million d’habitants avec une production moyenne de 325 000 m³ par jour. Le réseau de canalisations est de 7 929 km et 76 réservoirs ont une capacité de 848 595 m³.

En France, en 2017, le volume d’eau distribué, pour 24,2 millions d’abonnés, a été de 3,9 milliards de m³, à 64 % par le secteur privé et celui du traitement des eaux usées a été de 3,1 milliards de m³, à 53 % par le secteur privé.

Sociétés distribuant l’eau potable en France : répartition du marché, en % de population desservie, en 2017.

Principaux distributeurs mondiaux :

Les entreprises françaises, en 2017, ont desservi, dans le monde hors France, 128,54 millions de personnes en eau potable et 112,38 millions en assainissement des eaux usées.

Veolia : en 2021. N°1 mondial.
Dans le monde, 79 millions d’habitants desservis en eau potable avec 3 367 usines et 61 millions en assainissement avec 2 750 usines.
En France, fourniture d’eau potable à 25,5 millions d’habitants et assainissement pour 17,1 millions d’habitants.

Début 2022 a acquis le groupe Suez.

Beijing Enterprise Holdings, groupe chinois, possède, en 2021, une capacité de production de 45,38 millions de m³/jour avec 1 412 usines de production.

Suez : en 2022. N°3 mondial.
Après l’acquisition par Veolia, livraison, par le nouveau groupe Suez, d’eau potable dans le monde à 66 millions de personnes et assainissement pour 33,7 millions de personnes. L’activité eau en France est gardée par le nouveau Suez.
En France, en 2019, fourniture de 935 millions de m³ d’eau potable avec 702 sites et traitement de 820 millions de m³ d’eaux usées avec 1 642 stations d’épuration.

Utilisations

Il faut distinguer les prélèvements des consommations.

• Les prélèvements utilisent et restituent l’eau directement par exemple pour l’eau de refroidissement des centrales thermiques, nucléaires et autres, qui est, à 90 %, restituée directement.
• Les consommations absorbent l’eau qui n’est pas ainsi restituée directement par exemple pour l’irrigation.

Prélèvements d’eau : en 2011. Monde : 3 890 km³, Union européenne : 218 km³.

Secteurs d’utilisation dans le monde, en 2012  :

Usages domestiques de l’eau potable

Quelques données :

• Besoins moyens de l’homme : 35 g d’eau/kg/jour, son corps contient de 58 à 66 % d’eau et il meurt s’il perd 12 % de son eau.
• Prélèvements d’eau pour les usages domestiques dans quelques pays, en 2016  :

Source : Centre d’Information sur l’Eau

• Carte des prélèvements d’eau destinée à l’eau potable, en France, d’après le rapport sur l’environnement.

• Utilisations domestiques de l’eau potable en France, sur une consommation, en 2008, de 151 L/jour/habitant (146 L/jour/habitant, en 2016).

Usages industriels

Répartition, en France, en 2013 :

Utilisation dans les centrales électriques

Comme source d’énergie dans les centrales hydro-électriques et comme source froide dans le cycle thermodynamique des centrales thermiques classiques et nucléaires. Une centrale nucléaire a besoin de 40 à 50 m³ par seconde.

Source d’énergie hydroélectrique : en France en 2018. Première filière de production d’énergie renouvelable en France, l’hydroélectricité représente 13 % de la production d’électricité avec 1 860 installations. La puissance installée est de 25 519 MW soit 55 % des énergies renouvelables. Les lacs représentent 40 % des capacités installées, le fil de l’eau 26 %, le pompage (STEP) 18 %, les éclusées 16 %.

Production : 70 TWh d’origine hydroélectrique (sur une production totale de 558 TWh), réalisée à 70 % dans les Alpes, 20 % dans le Massif central, 10 % les Pyrénées. 1 935 centrales hydroélectriques de moins de 10 MW représentent une production de 6,9 TWh en 2010.

Exploitants des installations hydroélectriques :

• EDF avec, en 2019, 20 548 MW de puissance installée pour une production de 39,7 TWh avec 622 barrages et 432 centrales. Le volume d’eau stocké dans les barrages est de 7,5 milliards de m³.
• Engie avec :
  La Compagnie Nationale du Rhône (CNR, détenue à 49,97 %) avec 3 035 MW de puissance installée pour une production de 14,3 TWh avec 19 barrages et 36 centrales hydroélectriques.
  La Société Hydro-Electrique du Midi (SHEM) avec 783 MW de puissance installée pour une production de 1,8 TWh avec 12 grands barrages et 56 centrales.

Source de refroidissement des centrales thermiques : en circuit ouvert ou en circuit fermé.

• En circuit ouvert, l’eau extérieure (de mer ou de rivière) est prélevée et rejetée en continu. Pour un réacteur nucléaire de 900 MW, le débit d’eau est de 41 m³/s, l’échauffement de l’eau de 10,8°C. Par kWh de production, le volume prélevé est de 164 L et l’évaporation de 1,55 L.
• En circuit fermé, l’eau après utilisation est refroidie dans des réfrigérants atmosphériques puis recyclée. La chaleur est évacuée à 20 % par échauffement de l’air et à 80 % sous forme de chaleur latente d’évaporation. Un débit d’appoint reste nécessaire, il est de 0,3 à 8 m³/s. Pour une centrale nucléaire de 900 MW, le prélèvement moyen est de 3 L/kWh, l’évaporation de 2,1 L/kWh.

Usage agricole

L’agriculture mondiale irrigue 310 millions d’hectares sur un total de 1,5 milliard de terres cultivées. En France, de 1970 à 2010, la surface irriguée est passée de 539 000 ha à 1,6 million d’hectares sur un total de 29,2 millions d’hectares.

Répartition des cultures irriguées, en France, en 2010 :

La production d’un kg de blé nécessite 1 000 L d’eau, celle d’un kg de bœuf : 13 000 L.

Pollution de l’eau

L’eau est rarement chimiquement pure. Celle-ci est définie par rapport à la résistivité théorique de l’eau ultra pure : 18,2 mégaohm.cm à 25°C. A part ce cas exceptionnel, l’eau contient toujours des ions en solution. On parle de pollution de l’eau lorsque celle-ci renferme des substances dont les teneurs sont telles que cette eau présente des risques pour la santé ou l’environnement.

4 des 5 maladies les plus répandues dans le Tiers Monde sont transmises par l’eau : le choléra, la typhoïde, l’hépatite B, les gastro-entérites. Dans le monde, on estime que la mauvaise qualité de l’eau serait à l’origine de la mort de 25 millions de personnes par an. Chaque jour, dans le monde, 3 900 enfants meurent de maladies transmises par l’eau.

Types de pollution générale : on distingue la pollution due aux :

• Microorganismes pathogènes : bactéries, virus, parasites…
• Matières minérales en suspension (MES) : sables, argiles, faciles à traiter et éliminer. En France, les teneurs varient de 30 à 40 mg/L pour les eaux de surface d’une région granitique (Auvergne, Bretagne), à 300 à 500 mg/L pour de nombreuses eaux souterraines. Le taux record est atteint, en Chine, par le Fleuve jaune : 20 g/L.
• Matières organiques oxydables : provenant de la nature, de l’agriculture, des industries, des déchets animaux et humains… Les substances organiques naturelles représentent 60 à 90 % de ces matières organiques. Cette pollution est mesurée par la potentialité de consommation de dioxygène. Une eau « pure » contient 10 mg de O₂/L à 10°C et 8 mg/L à 20°C. Dans une eau polluée par des matières organiques, la teneur en dioxygène sera plus faible. On utilise pour mesurer cette pollution :
  La D.B.O₅ : demande biochimique en O₂ à 20°C en 5 jours, soit la quantité de O₂ consommée à 20°C en 5 jours : méthode longue et peu précise.
  La D.C.O. : demande chimique en O₂. D’après la norme française NF T 90-101 d’octobre 1988 (équivalente à la norme internationale ISO 6060 de 1986), c’est la concentration, exprimée en mg de O₂/L, équivalente à la quantité d’ions dichromate consommée par les matières dissoutes et en suspension (1 mole de Cr₂O₇^2- équivaut à 1,5 mole de O₂)
• Ions en solution à des teneurs trop élevées : nitrates, phosphates, métaux…
• Matières toxiques : souvent due à des causes accidentelles. Cette pollution impose la présence de stations d’alerte situées en amont des prélèvements dans les rivières.

Qualité des eaux : jusqu’en 1999, la qualité des cours d’eau était évaluée, en France, à partir d’une grille qui associait 5 classes de qualité (1A, 1B, 2, 3, hors classe) en fonction de valeurs seuils des paramètres physico-chimiques et hydrobiologiques. Depuis le 1^er janvier 2000, le SEQ-Eau (Système d’Évaluation de la Qualité de l’Eau) remplace l’ancien système d’évaluation. La qualité de l’eau est décrite pour chacune des altérations (matières organiques et oxydables, matières azotées, nitrates, matières phosphorées, particules en suspension, micro-organismes…) à l’aide :

• De 5 classes de qualité allant du bleu pour la meilleure, au rouge pour la pire,
• D’un indice variant en continu de 0 (le pire) à 100 (le meilleur).

L’indice de qualité permet de juger de l’évolution de la qualité de l’eau à l’intérieur d’une même classe. C’est donc une évaluation beaucoup plus précise que celle utilisée auparavant.

Classes d’aptitudes de l’eau :

Classes de qualité pour 3 altérations :

Normes françaises pour l’eau potable :

Les exigences de qualité en vigueur en France sont fixées par arrêté du Ministère de la Santé (arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine mentionnées aux articles R. 1321-2, R. 1321-3, R. 1321-7, R. 1321-38 du code de la santé publique). Elles ont été établies en application de la réglementation européenne (directive 98/83/CE) et complétées à la demande du CSHPF (Conseil Supérieur d’Hygiène Publique) et de l’Afssa (Agence Française de Sécurité Sanitaire).

Pollution par les ions nitrates : due, en dehors des phénomènes naturels, principalement au lessivage des engrais azotés utilisés en agriculture et aux déjections animales (lisier) des élevages industriels.

En 2010-11, en France, les apports d’azote proviennent, sur un total de 4,46 millions de t d’azote, à :

• 46 % des engrais minéraux,
• 39 % des effluents d’élevage,
• 8 % de l’azote capté par les légumineuses,
• 7 % des retombées d’azote atmosphérique.

Seuls 3,19 millions de t ont été assimilés par les cultures, 0,61 million de t étant perdus par volatilisation dans l’atmosphère.
Il reste donc un surplus de 0,66 million de t qui est évacué par les eaux de surface ou qui s’infiltre dans les eaux souterraines.

Carte de France des surplus de la fertilisation azotée, en 2010, source : SOeS, 2013 :

En France, des zones vulnérables à la pollution par les ions nitrate ont été définies en application de la directive nitrate CE/91/676 du 12 décembre 1991. Elles sont représentées, pour 2012, sur la carte ci-dessous.

Pollution par les ions nitrate, en France

Données sur la pollution en nitrates des eaux de surface et souterraines françaises, en 2016-17, à l’aide d’un réseau de 5 494 stations (55 % de surface, 45 % souterraines) : répartition.

Source : Office International de l’eau

Concentration moyenne en nitrates dans les eaux souterraines entre 2015 et 2017 et tendance d’évolution entre 1996 et 2016, d’après Eaufrance, Prélèvement quantitatif sur la ressource en eau.

Pollution par les ions phosphates : les ions phosphate, avec l’azote, agissent comme engrais et entraînent l’eutrophisation des lacs, des rivières et des zones côtières qui se traduit par une prolifération anormale d’algues (cyanophycées). L’eau est appauvrie en O₂ dissous ce qui empêche toute autre vie animale ou végétale.

L’utilisation des phosphates dans les détergents domestiques pour textiles est interdite, en France, depuis le 1^er juillet 2007, mais ceux-ci continuent à être employés dans les détergents industriels pour textiles et les détergents pour lave-vaisselle. Un directive européenne limite, au plus tard au 1er janvier 2017, à 0,3 g de P par dose de lavage pour les lave-vaisselles des particuliers.

Avant leur interdiction, la quantité utilisée, en France était de 20 000 t/an pour les détergents domestiques pour textiles, elle est du même ordre pour les détergents industriels et pour lave-vaisselle.

Surplus de la fertilisation phosphatée, en 2010 : le surplus est de 268 000 t de phosphore soit 9 kg/ha. Il représente 22 % de la fertilisation phosphatée.

Exemple du lac Léman d’une superficie de 582,4 km², avec une profondeur moyenne de 152,7 m, un volume d’eau de 89 milliards de m³ et un temps de séjour des eaux de 11,3 ans. Il assure l’alimentation en eau potable de plus de 800 000 personnes.

• En 1960 a été créée la Commission Internationale pour la Protection des Eaux du Léman (CIPEL)
• En 1967 a été détectée l’apparition d’algues brunes Oscillatoria rubescens.
• En 1975, début de la mise en place de la déphosphatation dans les stations d’épuration des eaux usées.
• Actuellement, 95 % des eaux usées traitées en station sont déphosphatées. Le rendement de déphosphatation est, en moyenne, de 88 %, en 2018. En 1986, suppression, en Suisse, des phosphates dans les lessives pour textiles ce qui a permis de réduire chaque année d’environ de moitié les apports de phosphore au lac. En France, cette interdiction date de juillet 2007.

Évolution de la teneur en phosphore (en μg de P/L) : avant 1960 : 10, en 1979 (maximum) : 90, en 1992 : 50, en 2003 : 33, en 2018 : 19,9. L’objectif visé est une concentration inférieure à 15 µg/L.

Bilan, en 2017, des rejets de phosphore biodisponible dans le lac Léman, sur un total de 283 t de P/an :

Dans les bassins versants du lac Léman, le flux total de phosphore biodisponible issu des activités industrielles et domestiques est, en 2017, de 812 t de P, les stations d’épuration en retiennent 714 t.

Pollution par les pesticides (herbicides, insecticides et fongicides) :

L’agriculture consomme environ 500 substances actives dans plus de 8 000 produits commercialisés.

Les eaux superficielles ou souterraines destinées à la production d’eau potable doivent posséder, pour ne pas nécessiter de traitement spécifique pour les pesticides, des teneurs inférieures à 0,1 μg/L par pesticide (à l’exception de l’aldrine, la dieldrine, l’heptachlore et de l’heptachloroépoxyde pour lesquels la teneur maximale est de 0,03 μg/L) et de 0,5 μg/L pour la somme de tous les pesticides. Lorsque les teneurs sont comprises entre 0,1 et 2 μg/L par pesticide et de 0,5 à 5 μg/L pour la somme des pesticides, des traitements spécifiques sont nécessaires et au-dessus 2 μg/L, l’eau ne permet plus la production d’eau potable sauf dérogation. En 2014, en France, près de 700 molécules ont été recherchées dans les eaux superficielles.

Les teneurs des eaux de rivière en ces divers pesticides varient fortement au cours de l’année en fonction des traitements agricoles. L’atrazine, désherbant sélectif utilisé dans la culture du maïs, était, jusqu’à son interdiction en 2003, l’un des principaux pesticides polluant des eaux superficielles et souterraines. Il présentait l’inconvénient de ne pas pouvoir être facilement éliminé par les traitements classiques. En 2014, pour les eaux superficielles de France métropolitaine, les principaux pesticides dégradant la qualité des eaux sont principalement des herbicides avec en ordre décroissant : l’AMPA (acide aminométhylphosphonique, métabolite du glyphosate), l’atrazine déséthyl (métabolite de l’atrazine), le glyphosate, le métolachlore (interdit en France depuis 2003), la 2-hydroxyatrazine (métabolite de l’atrazine), l’isoproturon, l’atrazine… Pour les eaux souterraines : l’atrazine déséthyl (métabolite de l’atrazine), le déisopropyl-déséthyl-atrazine (métabolite de l’atrazine), l’atrazine…
Dans les cours d’eau des Départements d’Outre-Mer, les insecticides arrivent en tête, avec le chlordécone (interdit depuis 1993), l’hydrochlordécone (métabolite du chlordécone), …

En 2014, en France, 87 % des points de mesures ont montré la présence d’au moins un pesticide dans les eaux superficielles et 73 % pour les eaux souterraines.

Répartition des concentrations (c) en pesticides en fonction des teneurs, en µg/L, en 2007-09, en France :

Pollution microbiologique : contamination des eaux par des microorganismes pathogènes (bactéries, virus, parasites), susceptibles de provoquer des cas isolés de gastro-entérites voire une situation épidémique. La stratégie de contrôle de la qualité microbiologique des eaux est basée sur la recherche de « germes témoins de contamination fécale », faciles à détecter, non directement pathogènes mais dont la présence laisse supposer l’existence de microorganismes pathogènes pour l’homme. Il s’agit des deux indicateurs suivants : Escherichia coli et les entérocoques. Une eau est dite conforme aux limites de qualité microbiologique lorsqu’il y a absence d’Escherichia coli et d’entérocoques dans un échantillon de 100 mL d’eau. A l’échelon national, en part de population desservie, le taux de conformité microbiologique a progressé de 80 % en octobre 1991, à 86 % en octobre 1998, à 94,2 % en octobre 2002, 96,7 % en 2012 et 97,8 % en 2017.

Assainissement des eaux usées

La pollution des eaux usées est définie par un indicateur synthétique de matières organiques : l’équivalent habitant (Eh) qui correspond à 57 g de matière organique. En France, en 2016, la production d’eaux usées correspond à 79 millions d’Eh.

Une station d’assainissement produit, en moyenne, par jour et par habitant, 2,8 L de boue à 20 g/L de matière sèche soit, par an, en France 3 millions de t de boue qui ont donné, en 2016, 1 million de t de matière sèche qui à 44 % a été valorisée en agriculture, 36 % compostée, 17 % incinérée et 1 % placée en décharge. En 2016, le réseau collectif d’eaux usées et pluviales qui couvre 392 000 km a traité 5,8 milliards de m³ d’eaux usées dans 21 474 stations avec une capacité de 103 millions d’équivalents habitants (Eh).

En France, les eaux usées traitée sont déversées à 88 % dans des eaux de surface, 9 % sur des sols, 3 % dans des eaux côtières et des estuaires. Le taux de réutilisation de ces eaux traitées est très faible, < 1 %, alors que la moyenne européenne est de 2,4 % avec 9 % en Italie et 13 % en Espagne.

Carte de situation des stations françaises de traitement des eaux usées, fin 2018.

En France, en 2008, 82 % de la population est reliée à un réseau collectif, 17 % un réseau individuel et 1 % déversent directement leurs eaux usées dans la nature.

Dans le monde, par an, on estime que 450 km³ d’eaux usées sont déversés dans des cours d’eau sans avoir été épurés.

Élimination des composés azotés : à l’aide de procédés biologiques.

Les eaux usées contiennent de 30 à 50 mg de N/L principalement sous forme d’ions NH₄⁺, qui peuvent être liés chimiquement, par exemple dans les protéines, ainsi que sous forme d’ions NO₃^–. Une première phase de nitrification transforme NH₄⁺ en NO₃^– à l’aide de bactéries nitrifiantes, en présence de O₂. Une deuxième phase de dénitrification est effectuée en absence de O₂. Dans ces conditions (anoxie) une partie des micro-organismes présents dans les boues est capable de modifier son mode de respiration : au lieu d’utiliser O₂ dissous, ces micro-organismes consomment l’oxygène des nitrates et donnent du diazote.

Élimination du phosphore, présent sous forme d’ions phosphates : 2 voies.

Physico-chimique : par précipitation à l’aide de chlorure ferrique, de sulfate d’aluminium ou de chaux. Le taux d’élimination est supérieur à 90 %.

Biologique : en créant un dérèglement du métabolisme intracellulaire des bactéries à l’aide d’un stress par privation de O₂. Les bactéries ainsi stressées sont capables de renforcer fortement leur capacité d’absorption du phosphore. Le traitement a lieu en 3 phases : anaérobie (phase de stress), anoxie (absence de O₂, présence de NO₃^–), aérobie. Le taux d’élimination est compris entre 40 et 92 %. En général, les 2 voies sont associées, le traitement biologique permettant de diminuer la consommation de réactifs chimiques et la production de boues résultant de ce traitement.

Bibliographie

Archives

Eau 2023

Eau 2022

Eau 2019

Eau 2015

Eau 2012

Eau 2006

Eau 1996

Eau 1993

Données physico-chimiques

Données atomiques

Données physiques

Données chimiques

Données thermodynamiques

Données industrielles

La solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène est l’eau oxygénée.

Matières premières

Le dioxygène de l’air et le dihydrogène.

Le dihydrogène utilisé pour fabriquer le peroxyde d’hydrogène et sa solution aqueuse, l’eau oxygénée, doit être d’une grande pureté. Souvent celui employé est coproduit lors de l’électrolyse du chlorure de sodium afin d’obtenir le dichlore, l’hypochlorite de sodium ou le chlorate de sodium. Par exemple, l’usine de Jarrie (38) exploitée par Arkema en France, utilise du dihydrogène coproduit lors de la fabrication de chlorate de sodium.

Fabrication industrielle

Elle est réalisée, quasi exclusivement, selon le procédé d’auto-oxydation basé sur la réduction d’une alkylanthraquinone en anthraquinol suivie de son oxydation. Lors de cette réaction, l’anthraquinone est régénérée et le peroxyde d’hydrogène se forme.

La solution d’alkylanthraquinone, en général l’éthyl-2 anthraquinone, dans un solvant organique non miscible dans l’eau est hydrogénée en présence de catalyseur (palladium sur alumine) en hydroquinone qui est oxydée par le dioxygène de l’air en un mélange d’hydroxyhydroperoxydes qui sont décomposés en H₂O₂ et quinone de départ qui est recyclée. H₂O₂ est séparé de la phase organique par extraction à l’eau (à ce niveau la concentration en H₂O₂ peut atteindre 47 % en masse), puis concentré par distillation afin d’obtenir les diverses solutions commerciales, en général à 70 % en masse soit 900 g de H₂O₂/L de solution.

Les pressions sont proches de la pression atmosphérique et les températures d’hydrogénation et d’oxydation comprises entre 60 et 80°C. Le rendement par rapport au dihydrogène est supérieur à 95 %. Des réactions secondaires entraînent une faible consommation d’anthraquinone qui peut être notablement réduite par l’utilisation d’un traitement catalytique annexe de reconversion. Les réactions de production de H₂O₂ étant exothermiques, les réacteurs, en aluminium ou acier inoxydable, sont refroidis par de l’eau.

Capacités des unités de production : on distingue 3 types d’usines.

• Des méga-usines, avec des capacités de production comprises entre 200 000 et 350 000 t/an destinées à produire de l’oxyde de propylène, pour, principalement, la fabrication de polyuréthane ou de propylène glycol, par réaction entre le propylène et le peroxyde d’hydrogène, selon le procédé HPPO, par exemple pour celles exploitées, en joint venture, par Solvay, en Belgique, à Anvers (230 000 t/an), en Thaïlande, à Map Ta Phut (330 000 t/an) et en Arabie Saoudite, à Jubail (300 000 t/an). La première méga-usine a été construite, en 2008, par Evonik, à Ulsan, en Corée du Sud pour alimenter l’usine de SKC.
• Des usines standards avec des capacités de production de 70 000 à 100 000 t/an.
• Des productions sur site, en général de production de pâte à papier, possédant des capacités de production plus faibles, de 8 000 à 18 000 t/an, par exemple pour Solvay avec 12 000 t/an destinées à la société Suzano Papel e Celulose à Imperatriz, dans l’État de Maranhão au Brésil.

Conditionnement :
Il est réalisé dans des citernes ou des fûts en aluminium, acier inoxydable austénitique (par exemple 304 L) ou polyéthylène haute densité. Les concentrations les plus couramment commercialisées par les producteurs sont de 35 et 70 % de H₂O₂ (des concentrations de 85 % peuvent être livrées).

Définition de la concentration des solutions de H₂O₂, exprimée en volume : c’est le nombre de litres de dioxygène gazeux mesuré à 0°C et 1 atm donné par un litre de solution de H₂O₂ à 20°C selon l’équation chimique :

2 H₂O₂ = 2 H₂O + O₂

Propriétés

La propriété la plus utilisée des solutions de H₂O₂ est le pouvoir oxydant qui permet d’oxyder de nombreux composés organiques (colorants…) et minéraux. H₂O₂ est également réducteur vis à vis d’agents oxydants forts. Il peut former, par transfert du groupement peroxyde, d’autres peroxydes organiques ou inorganiques. Il peut également former des composés d’addition (perborates et percarbonates) et donner du dioxygène et de l’eau par décomposition.

Ces propriétés en font un agent de blanchiment « écologique », les produits formés, dioxygène et eau, étant non polluants.

Stabilité : les solutions commerciales de H₂O₂ sont stables tant qu’elles restent pures, mais de nombreux facteurs agissent sur leur stabilité.

• Catalyseurs de décomposition : la plupart des métaux (sauf l’aluminium et l’acier inoxydable) et en particulier : Fe, Cu, Ni, Zn, Mn, Cr, V, W, Mo, Ag, Pt, les oxydes et hydroxydes des métaux lourds, à de très faibles teneurs (de l’ordre de quelques ppm), suffisent souvent à provoquer une décomposition rapide. Pour cette raison, H₂O₂ doit être dilué à l’aide d’eau déminéralisée et non distillée (la distillation étant souvent effectuée dans des appareils en cuivre). Afin de minimiser la décomposition de H₂O₂ entraînée par une possible pollution, des stabilisants (complexants de métaux, par exemple du pyrophosphate de sodium) sont ajoutés aux solutions commerciales.
• L’élévation de température, la lumière, des pH > 5 favorisent également la décomposition.

Productions

Elles sont, en général, exprimées en H₂O₂ à 100 %, sauf pour les données sur le commerce international collectées par l’ITC.

En 2015, les capacités de production mondiales sont estimées à 5,5 millions de t/an.

En 2023, la production de l’Union européenne a été de 1,078 million de t dans les pays suivants :

Pour les autres pays de l’Union européenne, dont la France, les productions sont confidentielles ou nulles.

Principaux producteurs : 

Solvay, n°1 mondial, produit H₂O₂ dans 18 usines, en Belgique (Jemeppe sur Sambre et Zandvliet (Anvers) dans une joint venture avec BASF et Dow avec 230 000 t/an), aux Pays Bas (Linne Herten), au Royaume-Uni (Warrington), au Portugal (Povoa de Santa Iria), en Allemagne (Bernburg), en Italie (Rosignano), en Finlande (Voikkaa), aux États-Unis (Deer Park (LaPorte) au Texas et Longview dans l’État de Washington, avec 187 000 t/an), en Chine (à Zhenjiang, province de Shandong avec 60 000 t/an), en Australie (Banksmeadow (Sidney)), en Thaïlande (Map Ta Phut en joint venture avec Dow avec 330 000 t/an), en Arabie Saoudite (Jubail, avec 300 000 t/an), en association avec Sadara (joint venture entre Saudi Aramco et Dow). Au Brésil, à Curitiba, dans l’État de Paraná, Solvay détient 70 % d’une joint venture, Peróxidos do Brasil, en association pour 30 % avec Produtos Químicos Makay, avec une capacité de production de 230 000 t/an.

Evonik, n°2 mondial, avec une capacité de production de 950 000 t/an exploite 13 usines à travers le monde, aux États-Unis à Mobile dans l’Alabama, au Canada, à Gibbons dans l’Alberta et Maitland dans l’Ontario, en Afrique du Sud à Umbogintwini, au Brésil à Barra do Riacho, en Chine dans la province de Jilin, pour produire de l’oxyde de propylène selon le procédé HPPO, avec 230 000 t/an, en Corée du Sud à Ulsan, pour produire de l’oxyde de propylène selon le procédé HPPO, en Indonésie à Cikarang, en Nouvelle Zélande à Morrinsville, en Allemagne à Rheinfelden, en Belgique à Anvers, en Autriche à Weissenstein, aux Pays Bas à Delfzijl. En février 2020 a finalisé l’achat de Peroxychem (ex-FMC) avec des unités de production aux États-Unis, à Bayport au Texas et Saratoga Springs dans l’État de New York, en Espagne à La Zaida, dans la province de Zaragoza et dans une joint-venture, en Thaïlande à Saraburi avec Aditya Birla, avec 19 000 t/an. L’usine canadienne de Peroxychem de Prince George, en Colombie Britannique, non comprise dans l’achat, a été vendue à United Initiators.

Mitsubishi Gas Chemical produit du peroxyde d’hydrogène de pureté standard au Japon, à Yokkaichi, avec 18 000 t/an, Kashima, avec 104 000 t/an et Tomakomai, avec 33 000 t/an, en Indonésie, avec 12 000 t/an et en Chine avec 30 000 t/an. Par ailleurs, produit du peroxyde d’hydrogène ultra pur, au Japon à Yamakita, avec 30 000 t/an, Saga, avec 19 000 t/an et Yokkaichi, avec 12 000 t/an, en Corée du Sud, avec 120 000 t/an, à Singapour, avec 10 000 t/an, à Taipei chinois, avec 31 000 t/an et aux États-Unis, avec 70 000 t/an. Deux nouvelles usines de production de produit ultra pur, de 35 000 t/an chaque, ont été construites en 2019, dans l’Oregon et le Texas.

Arkema exploite 5 usines dont, en France, l’unité de production de Jarrie (38), d’une capacité de 115 000 t/an. Produit également H₂O₂ au Canada à Bécancour, au Québec, avec 80 000 t/an de capacité, aux États-Unis, à Memphis dans le Tennessee, avec 70 000 t/an, en Chine, à Shanghai avec 66,6 % d’une joint venture avec Shangai Coking and Chemical Corporation (SCCC) et 80 000 t/an, ainsi qu’en Allemagne à Leuna, près de Leipzig avec 80 000 t/an.

Nouryon issu en octobre 2018 de AkzoNobel produit du peroxyde d’hydrogène en Norvège, à Rjukan, en Suède, à Bohus et Alby et aux États-Unis, à Colombus dans le Mississippi, avec une capacité de production de 64 000 t/an.

Situation française

Capacités de production : 115 000 t/an, par Arkema à Jarrie (38).

Commerce extérieur : en 100 % H₂O₂, en 2024.

Les exportations s’élevaient à 36 074 t à destination principalement à :

• 31 % d’Allemagne,
• 20 % d’Italie,
• 20 % d’Espagne,
• 8 % de Suisse,
• 5 % de Slovaquie.

Les importations s’élevaient à 32 480 t en provenance principalement à :

• 40 % d’Allemagne,
• 19 %  de Belgique,
• 16 % des Pays Bas,
• 15 % d’Espagne,
• 5 % de Finlande.

Utilisations

Consommation : dans le monde, en 2020, 5,187 millions de t. Répartition de la consommation, en 2021 :

Source : IHS Markit

Secteurs d’utilisation du peroxyde d’hydrogène : en 2020, dans le monde.

Secteurs d’utilisation du peroxyde d’hydrogène

En 2020, dans le monde (source : Mordor Intelligence)

Source : Mordor Intelligence

Utilisations diverses :

• Blanchiment des pâtes à papier : H₂O₂ est utilisé pour les pâtes mécaniques, il se substitue partiellement à Cl₂, ClO₂ et HClO pour les pâtes chimiques. Il s’emploie dans tous les procédés de désencrage des vieux papiers. Les consommations moyennes de H₂O₂ sont, pour une tonne de pâte, de 0,9 kg en association avec Cl₂, de 4,1 kg en association avec ClO₂ et de 20 kg pour les pâtes sans chlore (« totally chlorine-free »). Voir le chapitre consacré au chlorate de sodium.
• Blanchiment des textiles : fibres cellulosiques naturelles, laine, soie, fibres artificielles… De 80 à 90 % des fibres de coton sont blanchies à l’aide de solutions aqueuses de peroxyde d’hydrogène à une teneur comprise entre 0,3 à 0,6 %, à pH de 10,5 à 11,5 et à 90-95°C.
• Fabrication de produits de blanchiment pour poudres de lavage : perborates de sodium mono et tétrahydratés et percarbonate de sodium. Ils entrent à des teneurs de 15 à 20 % en masse dans les lessives (voir le chapitre consacré aux borates).
• La production d’oxyde de propylène, destiné principalement à la production de polyuréthane et de propylène glycol, par réaction entre le propylène et le peroxyde d’hydrogène, selon le procédé HPPO (Hydrogen-Peroxide-to-Propylene-Oxide), se développe et diverses usines de production de peroxyde d’hydrogène destinées à cet usage ont été construite, par exemple, en 2008, par Solvay, BASF et Dow, à Anvers, en Belgique et par Evonik à Ulsan en Corée du Sud. Ce procédé permet de produire de l’oxyde de propylène sans coproduction de styrène ou d’alcool tertiobutylique, selon la réaction :

CH₂CH₃CH + H₂O₂ = CH₃C₂H₃O + H₂O

• Traitement des eaux usées : H₂O₂ permet, en particulier, d’éviter la formation de H₂S dans les eaux usées (si le milieu est anaérobie), de détruire les ions cyanures, nitrites, les phénols…
• Traitement des eaux potables : par exemple, le sud de la ville de Sao Paulo (Brésil) est alimenté avec un débit de 16 m³.s^-1 par un lac artificiel où des algues prolifèrent. Une pulvérisation de H₂O₂ traitant 1 km².h^-1 élimine ces algues.
• Désulfuration et dénitrification des fumées, par lavage des gaz.
• Métallurgie : H₂O₂, décomposé rapidement en présence d’ions métalliques, est utilisé après avoir été transformé en acide de Caro (acide peroxomonosulfurique). L’opération est, en général, effectuée sur les lieux d’utilisation selon la réaction :

H₂O₂ + H₂SO₄= H₂SO₅ + H₂O.

L’acide de Caro est utilisé pour oxyder U^+IV insoluble en U^+VI soluble, lors des opérations d’extraction de l’uranium de son minerai, pour séparer Co²⁺ de solutions de Ni par formation d’hydroxyde de Co³⁺ insoluble, pour séparer Mn²⁺ de solutions de Co et Zn par formation de MnO₂ insoluble…

• H₂O₂ est également utilisé pour décaper les tôles et fils d’acier inoxydable en remplacement de l’acide nitrique (procédé UG3P – Ugine Peroxyd Pickling Process, mis au point par Ugine à Gueugnon). Consommation de 1 à 2 kg de H₂O₂/t d’acier.
• Chimie : synthèse de l’acide peracétique, de l’huile de soja époxydée utilisée comme stabilisant du PVC, d’hydrazine, d’hydroquinone et de pyrocatéchol par hydroxylation de noyaux aromatiques, de peroxydes organiques et inorganiques.
• Antiseptique pharmaceutique : c’est une de ses plus anciennes applications, il est hémostatique et bactériolytique.
• Stérilisation, en phase vapeur, des matériels et emballages agroalimentaires : lait UHT, jus d’orange… en emballages carton.
• Décontamination in situ des sols par injection d’eau oxygénée, par exemple, en Alsace, sur le site de l’ancienne raffinerie d’Herlisheim.
• Lutte contre la pandémie au covid-19 : la solution hydro-alcoolique d’antisepsie des mains recommandée par l’OMS a la composition suivante pour un volume de 10 litres : éthanol à 96 % : 8 333 mL, peroxyde d’hydrogène à 3 % : 417 mL, glycérol à 98 % : 145 mL, compléter à 10 L avec de l’eau permutée ou de l’eau bouillie refroidie.
• Le peroxyde d’hydrogène de haute pureté est employé pour nettoyer et graver les plaques de silicium en microélectronique. Solvay exploite deux unités en Asie (à Suzhou en Chine et Map Ta Phut en Thaïlande), une unité aux États-Unis à Deer Park (Texas) ainsi qu’une unité à Bernburg en Allemagne. Les produits peroxydés de haute pureté produits dans ces sites, ont des teneurs en impuretés variant de moins de 100 ppb à moins de 0,1 ppb en cations contaminants.

Bibliographie

Archives

Peroxyde d’hydrogène 2023

Peroxyde d’hydrogène 2022

Peroxyde d’hydrogène 2019

Peroxyde d’hydrogène 2015

Peroxyde d’hydrogène 2013

Peroxyde d’hydrogène 2009

Peroxyde d’hydrogène 1996