Mesure de la turbidité

La turbidité désigne le degré d'obstruction d'une solution au passage de la lumière, qui inclut la diffusion de la lumière par les matières en suspension et son absorption par les molécules de soluté. La turbidité de l'eau dépend non seulement de la concentration en substances en suspension, mais aussi de leur taille, de leur forme et de leur indice de réfraction. Son unité est le NTU.
La turbidité est généralement un indicateur pertinent de la qualité des eaux naturelles, des eaux potables et de certaines eaux industrielles. Les matières en suspension et les colloïdes, tels que les particules de terre, le limon, les fines matières organiques, les matières inorganiques et le plancton, peuvent rendre l'eau trouble et lui conférer un certain degré de turbidité. Selon les analyses de la qualité de l'eau, la turbidité générée par 1 mg de SiO₂ dans 1 L d'eau correspond à une unité de turbidité standard (NTU), soit 1 degré. En général, plus la turbidité est élevée, plus la solution est trouble. Le contrôle de la turbidité est un élément important du traitement des eaux industrielles et un indicateur essentiel de leur qualité. Les exigences en matière de turbidité varient selon l'usage de l'eau. La turbidité de l'eau potable ne doit pas dépasser 1 NTU ; celle de l'eau d'appoint pour le traitement des eaux de refroidissement en circuit fermé doit être comprise entre 2 et 5 degrés ; et celle de l'eau brute destinée au traitement de l'eau dessalée doit être inférieure à 3 degrés. La fabrication de fibres synthétiques exige que la turbidité de l'eau soit inférieure à 0,3 degré. Les particules en suspension et colloïdales qui constituent la turbidité étant généralement stables et majoritairement chargées négativement, elles ne se déposent pas spontanément. Dans le traitement industriel des eaux, les méthodes de coagulation, de clarification et de filtration sont principalement utilisées pour réduire la turbidité.

Mesure de la turbidité
La turbidité peut également être mesurée à l'aide d'un néphélomètre. Cet appareil fait passer un faisceau lumineux à travers une portion d'échantillon et mesure la quantité de lumière diffusée par les particules en suspension dans l'eau, à un angle de 90° par rapport à la lumière incidente. Cette méthode de mesure de la lumière diffusée est appelée méthode de diffusion. Toute mesure précise de la turbidité doit être effectuée de cette manière. Le turbidimètre convient aussi bien aux mesures sur le terrain qu'en laboratoire, et permet une surveillance continue 24 h/24.

Il existe trois méthodes de détection de la turbidité : les unités néphélométriques de formazine (FNU) selon la norme ISO 7027, les unités néphélométriques de turbidité (NTU) selon la méthode 180.1 de l’USEPA et la néphélométrie selon la norme HJ1075-2019. Les normes ISO 7027 et FNU sont les plus utilisées en Europe, tandis que les NTU sont plus répandues aux États-Unis et dans d’autres pays. La norme ISO 7027 décrit les méthodes de détermination de la turbidité dans l’analyse de la qualité de l’eau. Elle permet de déterminer la concentration de particules en suspension dans un échantillon d’eau en mesurant la lumière incidente diffusée à angle droit par l’échantillon. La lumière diffusée est captée par une photodiode, qui génère un signal électrique, lequel est ensuite converti en unité de turbidité. La norme HJ1075-2019 combine les méthodes des normes ISO 7027 et 180.1 et utilise un système de détection à double faisceau. Comparé à un système de détection à faisceau unique, le système à double faisceau améliore la précision des mesures de turbidité, qu'elle soit élevée ou faible. La norme recommande d'utiliser un turbidimètre avec une longueur d'onde d'incidence de 400 à 600 nm pour les échantillons dont la turbidité est inférieure à 10 NTU, et un turbidimètre avec une longueur d'onde d'incidence de 860 nm ± 30 nm pour les échantillons colorés. C'est dans cette optique que Lianhua a conçu un dispositif.LH-NTU2M (V11)L'instrument modifié utilise un turbidimètre à diffusion à 90° avec commutation automatique entre les faisceaux de lumière blanche et infrarouge. Pour les échantillons dont la turbidité est inférieure à 10 NTU, une source lumineuse de 400 à 600 nm est employée. Pour les turbidités supérieures à 10 NTU, une source lumineuse de 860 nm est utilisée, avec identification et commutation automatiques de la longueur d'onde, pour une mesure plus intelligente et précise.

1. L'appareil EPA180.1, émis par l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA), utilise une lampe à incandescence comme source lumineuse et convient à la mesure d'échantillons faiblement turbides tels que l'eau du robinet et l'eau potable. Il n'est pas adapté aux solutions colorées. Utiliser une longueur d'onde de 400 à 600 nm.
2. La norme ISO 7027 est une norme publiée par l'Organisation internationale de normalisation. Elle se distingue de la norme EPA 180.1 par l'utilisation de nano-LED comme source lumineuse et par la possibilité d'employer plusieurs photodétecteurs afin de limiter les erreurs de mesure dues aux variations de chromaticité de l'échantillon d'eau ou à la lumière parasite. Longueur d'onde : 860 ± 30 nm.
3. La norme HJ 1075-2019, émise par le ministère de l'Écologie et de l'Environnement de mon pays, combine les normes ISO 7027 et EPA 180.1. Elle fonctionne avec des longueurs d'onde de 400 à 600 nm et de 860 ± 30 nm. Elle permet de détecter les concentrations élevées et faibles de turbidité dans l'eau potable, l'eau de rivière, l'eau de piscine et les eaux usées.