Le fonctionnement d'un adoucisseur peut paraître compliqué quand on parle de catalyse, d'ions, de sel régénérant etc. Le procédé est effectivement plus complexe qu'il n'y paraît.
Il fait appel à de la chimie. Non seulement l'eau doit être débarrassée d'une partie de ses polluants, mais il faut sélectionner les "bons" minéraux et les "mauvais" minéraux, naturellement présents dans l'eau.
Ce guide vous donne des explications simplifiées pour comprendre le fonctionnement d'un adoucisseur.
Schéma du fonctionnement d'un adoucisseur d'eau @Source Adoucisseurdeau.info
Qu'est-ce qu'un adoucisseur d'eau ?
Un adoucisseur d'eau est un dispositif qui utilise un procédé d'échange ionique pour réduire la dureté de l'eau en remplaçant les ions calcium et magnésium, qui causent la dureté, par des ions sodium.
Concrètement, ce procédé permet d'éliminer les dépôts calcaires et les problèmes liés à l'utilisation de l'eau dure dans les tuyauteries, les appareils ménagers et sur la peau et les cheveux.
Le fonctionnement d'un adoucisseur d'eau repose sur un système de captation des ions calcium (Ca2+) et des ions magnésium (Mg2+) en les remplaçant par des ions sodium (Na+).
Le fonctionnement d'un adoucisseur d'eau à résine repose sur une phase de production d'eau adoucie et une phase de régénération. Il existe d'autres types d'adoucisseur avec un fonctionnement spécifique : sans sel, sans électricité, à catalyse...
La définition d'un adoucisseur d'eau selon l'UAE (Union française des professionnels du traitement de l'eau) est la suivante :
"Un adoucisseur d’eau est un appareil dont la fonction est de réduire la dureté de l’eau en retenant le calcium et le magnésium dissous dans l’eau et de fournir une eau adoucie en vue de protéger des installations des méfaits du calcaire. La dureté de l’eau se mesure par son titre hydrotimétrique (TH) en degrés français qui peut être facilement vérifié par titrage."
Il est essentiel de bien comprendre le fonctionnement d'un adoucisseur d'eau non seulement afin de faire le bon choix lors de l'achat, mais aussi de réaliser un entretien efficace.
À quoi sert un adoucisseur d'eau ?
Un adoucisseur d'eau élimine le calcaire présent dans l'eau de la maison et ainsi, toutes les incommodités qu'il entraîne. Un adoucisseur a les conséquences suivantes :
- les canalisations sont exempte de dépôts de tartre et ont ainsi une durée de vie plus longue
- les appareils électroménagers durent plus longtemps et sont plus performants
- des économies d'énergie car les résistances des appareils électroménagers n'ont pas de dépôts de calcaire
- l'eau chauffe plus rapidement
- moins de consommation de produits ménagers
- moins de problèmes de peau et de cheveux
- le linge est plus souple et plus doux
- absence de dépôts et de traces blanches sur la vaisselle ou la paroi de douche
Peut-on boire l’eau d’un adoucisseur ?
Beaucoup de gens l’ignorent, mais en réalité, l’eau adoucie est parfaitement potable et conforme aux normes imposées.
Toutefois, l’eau adoucie possède un taux de sodium plus élevé que la normale ; ce qui est la raison pour laquelle l’OMS déconseille de boire de l’eau adoucie. En effet, en grande quantité, le sodium peut devenir nocif pour la santé.
Néanmoins, il convient de préciser que la recommandation de l’OMS ne concerne que les personnes âgées, les femmes enceintes, les bébés, etc. Il est possible pour une personne en parfaite santé de boire de l’eau adoucie sans problème.
Quel est le fonctionnement d'un adoucisseur d'eau ?
Un adoucisseur d'eau est un appareil conçu pour réduire la dureté de l'eau, c'est-à-dire la quantité de calcium et de magnésium qu'elle contient.
Le principe général de fonctionnement d'un adoucisseur est l'échange des ions magnésium et calcium contre les ions sodium grâce à une résine échangeuse d'ions qui doit être régénérée quand elle arrive à saturation.
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Les étapes du fonctionnement
Voici comment cela fonctionne généralement :
- Principe de base : L'adoucissement de l'eau se fait par un processus appelé échange ionique. Les ions de calcium et de magnésium, responsables de la dureté de l'eau, sont remplacés par des ions sodium ou parfois potassium.
- Résine échangeuse d'ions : L'appareil contient un réservoir rempli de résine échangeuse d'ions. Cette résine est composée de petites billes chargées négativement, qui attirent et retiennent les ions calcium et magnésium chargés positivement.
- Cycle d'adoucissement : Lorsque l'eau dure passe à travers le réservoir de résine, les ions calcium et magnésium s'attachent à la résine, et les ions sodium (ou potassium) sont libérés dans l'eau en échange. Ce processus continue jusqu'à ce que la résine soit saturée en ions calcium et magnésium.
- Régénération : Lorsque la résine est saturée, elle doit être régénérée pour continuer à fonctionner efficacement. Cela se fait en faisant passer une solution fortement concentrée en sel (chlorure de sodium) ou parfois en chlorure de potassium à travers la résine. Cette solution à haute concentration de sodium remplace les ions calcium et magnésium attachés à la résine, les évacuant dans un cycle de rinçage, et recharge la résine en ions sodium.
- Rinçage : Après la régénération, le système passe par un cycle de rinçage pour éliminer l'excès de solution saline, préparant ainsi la résine pour un nouveau cycle d'adoucissement.
- Contrôle : Les adoucisseurs modernes sont souvent équipés de contrôles automatiques pour gérer le cycle de régénération, le déclenchant soit à un intervalle de temps prédéfini, soit en fonction du volume d'eau traité.
Les composants d’un adoucisseur d’eau
Un adoucisseur se compose de divers éléments pour assurer son bon fonctionnement. Ils ont chacun un rôle bien défini.
La vanne de contrôle
La vanne de contrôle d’un adoucisseur est un composant essentiel car elle gère les programmations, déclenche les régénérations, réalise le comptage de la consommation d’eau, etc. On l’appelle aussi « tête de commande » ou “tête d’adoucisseur”. Son fonctionnement est chronométrique ou volumétrique.
La vanne est liée à l’injecteur d’eau de l’adoucisseur qui contrôle l’aspiration de l’eau et peut entraîner divers problèmes s’il n’est pas en parfait état de fonctionnement : excès d’eau dans le réservoir de saumure, mauvaises performances de l’adoucisseur, dysfonctionnement général…
Pour fonctionner la vanne de contrôle se compose des pièces suivantes :
- Un module de contrôle électronique
- Un clavier de commande
- Un écran d'affichage
- Un capteur de débit
- Un capteur de dureté
Le réservoir de résine
Le réservoir de résine est la plupart du temps contenu dans une bouteille. On le trouve de différentes capacités. Il contient de la résine chargée d’entrer en contact avec l’eau dure. La résine fixe les ions calcium et magnésium.
Le réservoir doit être chargé en résine échangeuse d'ions. Des éléments complémentaires assurent la sécurité du système : interconnexion de résine, culasse, tuyaux d'entrée et de sortie de l'eau ou encore réservoir de contre-pression.
Le Bac à sel
Le sel (ou saumure) est destiné à régénérer la résine lorsqu’elle arrive à saturation. Il est aspiré pour passer à travers le lit de résine et la nettoyer pour la recharger en ions sodium.
Le bac à sel peut être monobloc ou bicloc. Il est donc composé d’un ou plusieurs compartiments de stockage de sel. Le bac à sel est protégé par un couvercle.
Il contient également divers éléments : grille de séparation, flotteur, cheminée, tuyau, raccord de sortie…
Les éléments de régénération
Différents composants permettent au système de régénération de fonctionner : l’injecteur de saumure, la valve d'aspiration, de rinçage rapide, de rinçage lent, de rétrolavage…
La tuyauterie et les raccords
Le système d’un adoucisseur d’eau est composé de différents tuyaux et raccords : les flexibles d'entrée et de sortie, les raccords de plomberie, un bypass (pour la dérivation), un réducteur de pression…
Les composants électriques
Un adoucisseur fonctionnant à l’électricité a besoin de plusieurs composants électriques : un transformateur électrique, un cordon d'alimentation, des fusibles de protection, une batterie de secours…
Les filtres et leurs accessoires
Les accessoires nécessaires à la filtration d’eau dépendent du modèle d’adoucisseur : pré-filtre, filtre à sédiments, cartouches, filtre à charbon, cône de filtration, raccord de cartouche, membrane pour osmoseur…
Les composants de sécurité
Le fonctionnement de l’adoucisseur est sécurisé par un ensemble d’éléments : vanne de sécurité, capteur de niveau de sel, alarme de bas niveau de sel, alarme de fuite…
L'utilisation d'un adoucisseur d'eau peut être bénéfique pour prolonger la durée de vie des appareils ménagers, réduire les dépôts de calcaire, et améliorer l'efficacité du savon et des détergents. Cependant, il est important de noter que l'eau adoucie contient plus de sodium, ce qui peut ne pas être souhaitable pour certaines personnes, notamment celles suivant un régime pauvre en sodium.
Source Fonctionnement d'un adoucisseur d'eau en vidéo, version simplifiée @Pan The Organizer
Le fonctionnement d'un adoucisseur d’eau à sel/résine
L'adoucisseur d’eau à sel utilise une résine échangeuse d’ions, c’est cette résine que l’on appelle « sel ».
Le sel/résine va simplement transformer les minéraux (calcaire et magnésium) en sodium (sel), d’où le goût parfois légèrement salé de l’eau adoucie à la sortie du robinet.
Un adoucisseur peut être :
- monobloc, c'est-à-dire d'une seule pièce, ce qui en fait un appareil compact ;
- bibloc, à savoir avec un bac à sel dissocié de la résine. Il a donc deux blocs et il est plus encombrant.
Selon qu’il s’agit d’un adoucisseur d’eau monobloc ou adoucisseur d’eau bibloc, l’eau transite dans une cuve alimentant le réseau d’eau chaude, et dotée d’un bac à sel régénérant et d’un bac à résine minérale.
Le fonctionnement d'un adoucisseur repose sur deux phases distinctes :
- le mode « service » : l’adoucisseur produit de l’eau douce.
- le mode « régénération » : le contenu du bac à sel passe dans le bac à résine pour être rincé. Pendant ce temps de maintenance automatique (1 h à 5 h selon le modèle) le circuit ne produit plus d’eau chaude.
Il existe différents modes de déclenchement automatique de la régénération : volumétrique ou chronométrique.
Un cycle de régénération est constitué de 4 phases successives :
- le détassage des résines pour décompacter les résines et évacuer le calcaire accumulé
- le saumurage pour aspirer la saumure puis rincer lentement afin de recharger les résines en sodium grâce à une imprégnation d'eau saumurée. La saumure passe sur la résine à partir du bac à sel d'où elle est transférée par un hydro éjecteur.
- le rinçage rapide des résines pour ôter le surplus de sodium
- le remplissage du réservoir à sel
Le programmateur permet de passer d'une phase à une autre automatiquement. L'appareil ne peut pas fournir d'eau adoucie pendant la phase de régénération. Pour continuer à alimenter le circuit de la maison, les adoucisseurs sont équipés d'un by-pass interne automatique.
Le fonctionnement de votre adoucisseur eau dépend de sa bonne installation et de son entretien régulier. Il est conseillé de faire appel à un installateur professionnel pour garantir une pose dans les normes.
Chaque marque met à disposition de ses clients une notice d'utilisation détaillant le mode de fonctionnement de ses adoucisseurs. Par exemple, Culligan donne accès en ligne à ses notices d'utilisation (conditions d'installation, réglage adoucisseur Culligan...
Le fonctionnement d'un adoucisseur d’eau sans sel/résine
Selon sa technologie, un adoucisseur d’eau sans sel peut recourir à une décarbonation à la chaux ou à la soude, à une microfiltration ou à une électro-décarbonation.
Une autre méthode existe : la polarisation (électromagnétisme). La charge électrique des minéraux contenus dans l’eau les empêche de se fixer sur des supports (résistances, tuyaux…). Certains adoucisseurs de ce type injectent du gaz carbonique (CO2) dans l’eau, qui va détruire le calcaire.
Ce type de technologie est réservée à des installations qui supportent l’ajout de gaz dans la plomberie et nécessitent un contrat de maintenance et d’approvisionnement en bonbonnes. Ils sont utilisés davantage pour l’hôtellerie ou l’industrie.
Enfin, certains adoucisseurs utilisent un nanofiltre, extrêmement fin, qui retient le calcaire. Le filtre doit être changé régulièrement. La purification de l’eau stagnante se fait grâce à une lampe UV, comme en aquariophilie.
Le fonctionnement de l'adoucisseur d’eau Delta sans électricité
Avec les questions actuelles d'économie d’énergie sont arrivés les adoucisseurs d’eau sans électricité.
Un adoucisseur d’eau requiert à l’électricité pour nettoyer ses bacs de résine ainsi que pour sa programmation principalement. Peu de fonctions supplémentaires ont réellement besoin d’électricité.
La marque belge Delta a donc mis au point un adoucisseur sans électricité, dont le rinçage des résines se fait sur la base du volume d’eau consommé par l’utilisateur et calculé via un processus de commande hydraulique (pression sur la conduite d’eau).
Ce type d’adoucisseur utilise des granules de résine très fins et comprimés, offrant par ailleurs une surface de contact plus importante avec l’eau chaude sanitaire, pour un volume de l’appareil plus compact.
Le fonctionnement du catalyseur
Dernière génération des adoucisseurs d’eau : le catalyseur.
La technologie catalytique n’élimine ni ne transforme le calcaire, mais le « laisse en suspension » (nanocristaux) dans l’eau ! L’ECS (eau chaude sanitaire) passe à travers un lit de résines macroporeuses catalytiques qui modifient la structure moléculaire des minéraux, qui ne pourront ensuite plus se déposer.
Ce type d’adoucisseur catalyseur empêche donc principalement la formation de tartre, même dans des conditions hydrotimétriques extrêmes (TH> 50 °f).
Le traitement de l'eau par catalyse est une alternative à l'adoucisseur d'eau qui n’utilise ni électricité, ni résine ou sel. Installer un catalyseur entraîne donc des économies d’énergie et de consommables, tout en limitant la production de saumures et en ne rejetant rien dans l’environnement. Il n’a pas non plus besoin de passer par des phases de régénération.
Outre le calcaire, la catalyse élimine une grande partie des polluants présents dans l’eau domestique : zinc, fer, cuivre, manganèse, nitrites, bactéries E. coli, colibacilles, nitrates, ammonium et plomb en particulier.
À l’heure actuelle, seul le prix de ce type d’adoucisseur représente un frein, qui limite son utilisation essentiellement pour des installations très importantes (centres hospitaliers par exemple).
Les pièces détachées et accessoires
Vanne pour adoucisseur
Les vannes d’adoucisseurs d’eau sont essentielles à leur bon fonctionnement. On trouve principalement les vannes Fleck (Fleck 5600 SXT ou Fleck 2850) et les vannes Autotrol (Pentair).
Vanne de cépage
La vanne de cépage est une vanne mélangeuse automatique utilisée pour les adoucisseurs d’eau potable à grand débit. Elle conserve la dureté choisie pour l’eau lors de l’installation.
Flexibles
Des tuyaux de raccordement de plomberie flexible pour raccorder les installations filtrantes aux canalisations (OVC, cuivre, multicouche…).
Le by-pass peut également être en flexible. L’utilisation de flexible permet de ne pas avoir à faire de soudure.
Sel pour adoucisseur d’eau
Des pastilles de sel purifié prévues spécifiquement pour l’utilisation dans les adoucisseurs. Attention, ne jamais utiliser de gros sel ou d’autres formes de sel non purifié !.
Produits entretien
Les principaux produits d’entretien pour adoucisseurs sont les désinfectants et désoxydants pour la résine de votre adoucisseur.
Kit de raccordement pour adoucisseur d’eau
Certains fabricants d’adoucisseurs proposent des kits de raccordement complet pour pouvoir installer vous-même votre adoucisseur.
Test de dureté
Les tests de dureté de l’eau sont indispensables avant l’installation d’un adoucisseur d’eau, pour connaître la dureté de votre eau de réseau domestique (variable selon les régions).
Vous en aurez également besoin pour faire des contrôles réguliers d’entretien.
Clé de démontage
La clé de démontage est typique des systèmes de filtration. Elle permet de desserrer la bague des filtres pour pouvoir changer la cartouche de filtration.
Bouteilles
Les bouteilles sont les conteneurs de résine d’échange ionique pour adoucisseur d’eau. La bouteille de votre adoucisseur doit porter la norme NF.
Compteur à impulsion
Le compteur à impulsion est un compteur d’eau relié à un ordinateur ou une centrale et qui mesure le débit d’eau. Il permet d’assurer le suivi de la consommation d’une installation d’adoucissement.
Il est généralement réservé aux installations importantes (tertiaire, hôpitaux, hôtellerie, etc.)
La réglementation liée aux adoucisseurs d'eau
L'adoucisseur d'eau est le seul équipement de traitement de l'eau qui a une norme européenne (NF EN 14743 + A1) et qui est donc reconnu par les pouvoirs publics.
Pour les installations collectives, la loi impose la présence d'une arrivée d'eau non traitée afin que les membres de la collectivité puissent avoir le choix entre une eau adoucie et une eau non traitée.
Le Code de la santé publique impose que l'eau destinée à la consommation ne doit pas contenir plus de 150 mg de sodium par litre. Il est donc important de veiller à ce que cette norme soit respectée. Les appareils sont équipés d'un système de réglage qui permet de respecter facilement cette limite.
Les propriétaires d'adoucisseurs doivent également veiller à respecter les réglementations locales en termes d'évacuation des eaux usées et d'utilisation d'adoucisseurs.