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Introduction

La désinfection d'eau par les radiations UV est maintenant une des méthodes de traitement d'eau les plus fréquemment rencontrées en aquaculture. La désinfection par UV est appliquée depuis de nombreuses années en potabilisation d'eau, en eau de process industriel, et en traitement tertiaire d'eaux usées.

Avantages de la désinfection UV

1/ L'inocuité du traitement envers les animaux élevés
Aucun composé toxique n'est formé par la désinfection UV.

2/ Les capacités de traitement des stérilisateurs UV
Ils peuvent maintenant traiter des débits unitaires de 1 à 1000 m3/h

3/ Un temps de contact très court
Quelques secondes sont suffisantes pour garantir une eau correctement désinfectée, au contraire des temps de contact demandés dans le cas d'utilisation d'oxydants.

4/ La rentabilité du procédé
L'investissement demandé et les coûts de fonctionnement sont très faibles.

Dimensionnement d’un stérilisateur UV

Les systèmes UV doivent être dimensionnés en fonction de trois paramètres:
* Le débit de pointe à traiter,
* La dose UV à appliquer, c'est-à-dire la performance bactériologique à atteindre,
* La qualité d'eau, plus précisément la transmission UV

Exemples d’applications

Les systèmes de stérilisation UV sont utilisés dans les applications suivantes :

1/ Pisciculture

Sur un élevage de poissons, on peut installer un système de désinfection UV à différents endroits :
a) Traitement d'eau d'entrée
Les UV sont fréquemment installés après une filtration mécanique ( filtre à sable, à tambour ou à poche).Le filtre mécanique va augmenter l'efficacité de l'UV en réduisant la concentration des matières en suspension. Le type de filtration à utiliser dépendra de la qualité physico-chimique, de l'eau à traiter, ainsi que du débit. La dose UV (en J/m2) à appliquer dépendra des pathogènes à éliminer et de leur sensibilité à l'UV. Par exemple, pour les élevages de salmonidés, on pourra prévoir une protection contre le virus de la NPI (Nécrose Pancréatique Infectieuse). La dose à appliquer dans ce cas sera de
2.000 J/m2. (Sako 85 , Bull. Nat. Res. In. Jap.).

b) Circuits fermés
Cette méthode d'élevage est de plus en plus fréquemment rencontrée. Son but est de contrôler chaque paramètre susceptible d'affecter la croissance du poisson. Cette méthode réduit l'impact des paramètres environnementaux. Par exemple les variations de température de l’eau et le niveau des déchets en suspension dans l’eau. Cette méthode rend la production plus sûre et donc plus rentable, la biomasse dans les bassins étant augmentée.

Dans certains cas, par exemple l'élevage de salmonidés, on peut rencontrer un très fort taux de recirculation du volume d'eau. On peut alors ne désinfecter qu’une partie du débit circulant. En conséquence, une unité d’UV plus petite est suffisante, ce qui réduit le coût d’investissement.

Quels sont les objectifs d'une désinfection aux U.V. sur une boucle d'élevage en circuit fermé?

* Protection du filtre biologique. Les bactéries nitrifiantes doivent pouvoir se développer sur le média sans être en compétition avec d'autres micro-organismes.

* Désinfecter l'eau entre le filtre mécanique et le biofiltre, ce qui permet une bonne performance du biofiltre. C'est une pratique courante dans l'industrie mais elle n'a jamais été démontrée scientifiquement. Certaines fermes utilisent des UV après le biofiltre et obtiennent pourtant une bonne production. Dans ce cas, la désinfection est une action curative (désinfection de toutes les bactéries venant du biofiltre) et non une action prophylactique (où les UV sont placés avant le biofiltre).
* Eviter les contaminations croisées entre bacs. En sortie de bassin, l'eau passe par la désinfection UV avant de retourner, après divers traitements, aux bassins d'élevage.

L'UV dans cette configuration ne sert pas à "stériliser" l'eau, mais à maintenir un niveau bactérien constant. Des doses relativement faibles sont alors appliquées, afin de ne pas perturber l'équilibre de la population bactérienne du circuit.
Si un haut niveau de protection est souhaité, il sera appliqué à l'eau de renouvellement.

En résumé :
a) les doses sont limitées en circuit fermé pour ne pas déranger l'équilibre bactériologique du circuit, et
b) le taux moyen de renouvellement d'eau arrivant dans le circuit est d'environ 10% du volume total par jour.
Il serait donc plus économique d'installer un système d'UV à haute dose à ce point.

2/ Culture d'algues

Dans beaucoup d'écloseries, l'eau de la salle d'algues doit être désinfectée. L'UV peut Ítre utilisé en association avec différents étages de filtration mécanique, allant du filtre à sable jusqu'à la filtration (0,45 ou 0.22 µ). Il est recommandé d'utiliser l'UV avant le dernier étage de filtration, ce afin de réaliser des économies de cartouches de filtration submicronique.

3/ Aquariologie

Le traitement UV peut aussi être utilisé à l'entrée de l'aquarium, où il garantira un bon niveau de désinfection de l'eau de remplissage des bassins. Une fois de plus, le niveau de dose appliquée dépendra de la sensibilité des germes pathogènes à éliminer.

Les systèmes UV sont aussi utilisés sur les bacs de quarantaine; les doses appliquées alors seront relativement importantes.

Sur les bassins de gros volumes, les filières de traitement d'eau sont similaires à celles rencontrées sur les circuits fermés de pisciculture intensive. Les différences proviendront principalement des faibles biomasses rencontrées en aquariologie.
L'UV peut aussi être utilisé pour la désinfection de l'eau de renouvellement des grands bassins.
La longueur d'onde germicide à 254 nm a aussi la propriété de détruire l'ozone (produit à 185 nm).On trouve ainsi des stérilisateurs UV sur des boucles de recirculation de bassins de grands volumes traités à l'ozone.

4/ Purification des coquillages

L'UV est un outil très fréquemment rencontré sur les stations de purification de coquillages.
Utilisant la propriété de certains coquillages (bivalves) de s'auto-épurer, l'UV permet à ce processus de s'effectuer dans une eau exempte de germes.
Les systèmes UV sont simples d'entretien , avec des coûts de fonctionnement faibles, ce qui explique leur succès dans ce champ d'application.

L'eau peut être traitée au remplissage des bassins. Le niveau de dose appliqué est similaire à celui préconisé en potabilisation d'eau.
Dans le cas où l'eau peut être sujette à des variations (salinité, température), on utilise fréquemment le circuit fermé (voir diagramme).

On notera l'absence de biofiltre, cela étant dû à la faible sensibilité des animaux à l'ammoniaque. Des schémas tels que celui-ci ont été réalisés avec de l'eau de mer de synthèse.

Les diagrammes suivants montrent la courbe de désinfection d'eau et le taux d'épuration sur un circuit fermé de purification de coquillages.
Ces tests ont été effectués en France en 1992, et les résultats obtenus mettent en évidence la fiabilité du système.

L'UV peut aussi être utilisé en écloserie de coquillages. La désinfection se fait en système ouvert , combinant filtration mécanique et UV.

5/ Pénéiculture

L'eau d'entrée des fermes d'élevage de crevettes peut être désinfectée.
On portera une attention particulière à la température de l'eau qui peut influencer le rendement des systèmes UV installés, en fonction du type de lampes utilisées.

On rencontre aussi des systèmes UV sur les circuits de recirculation.

Conclusion

La désinfection UV, dimensionnée correctement et combinée avec des filtres mécaniques, est une méthode très efficace d'élimination de pathogènes et pour traiter différents volumes d’eau. L’aquaculture est alors plus sûre et plus rentable.