L’eau des piscines représente plusieurs milliers de litres susceptibles d’être réutilisés pour l’arrosage. Cette perspective est particulièrement intéressante dans un contexte de sécheresses plus fréquentes et de préservation de la ressource en eau. Cependant, la présence de biocides impose de comprendre leur devenir avant toute valorisation.
Parmi les traitements alternatifs au chlore figure l’association de peroxyde d’hydrogène et de polyquat, un polymère d’ammonium quaternaire utilisé comme désinfectant et algicide. Si le peroxyde disparaît rapidement, le polyquat soulève davantage de questions quant à sa persistance et à son impact environnemental.
Deux molécules, deux comportements totalement différents
Le peroxyde d’hydrogène (H₂O₂) est un oxydant puissant mais instable. Sous l’effet des UV, des métaux traces et de la matière organique, il se décompose rapidement en eau et en oxygène :
2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
Après quelques jours d’exposition au soleil, il ne constitue généralement plus la principale préoccupation.
Le polyquat suit une logique totalement différente.
Il s’agit d’un polymère possédant de nombreuses charges positives permanentes (groupements ammonium quaternaire). Cette structure lui permet d’adhérer fortement aux membranes des bactéries et des algues, également chargées négativement, provoquant leur destruction.
Cette même propriété explique aussi sa persistance dans l’environnement.
Pourquoi le polyquat persiste-t-il ?
Contrairement à un oxydant qui disparaît après réaction, le polyquat est conçu pour rester actif.
Une fois dans l’eau, plusieurs phénomènes se produisent :
- adsorption sur les particules minérales ;
- fixation sur les matières organiques ;
- interaction avec les biofilms microbiens ;
- accumulation sur les racines des plantes aquatiques.
Une partie importante du polymère quitte donc rapidement la phase aqueuse, mais cela ne signifie pas qu’il est détruit.
La dégradation est ensuite lente et dépend principalement de processus biologiques et photochimiques.
Quels mécanismes participent à sa disparition ?
Plusieurs phénomènes agissent simultanément.
1. Photodégradation
Les ultraviolets provoquent progressivement la rupture des longues chaînes polymériques. L’activité biocide diminue alors progressivement. Cette dégradation est lente mais continue dans une eau peu profonde et fortement exposée au soleil.
2. Adsorption
C’est probablement le mécanisme dominant.
Le polyquat étant fortement cationique, il est attiré par les surfaces chargées négativement :
- argiles ;
- biochar ;
- charbon actif ;
- pouzzolane colonisée ;
- matières organiques.
Cette adsorption réduit rapidement sa concentration libre dans l’eau.
3. Biodégradation
Une fois adsorbé, le polymère devient accessible à des communautés microbiennes capables de fragmenter progressivement les chaînes. Cette étape constitue probablement le facteur limitant de sa disparition.
Quels microorganismes semblent les plus intéressants ?
Contrairement à certains pesticides ou hydrocarbures, aucun microorganisme unique n’est aujourd’hui reconnu comme spécialiste des polyquats.
Les travaux disponibles suggèrent plutôt l’intervention de communautés microbiennes complexes.
Parmi les genres fréquemment retrouvés :
- Pseudomonas
- Sphingomonas
- Comamonas
- Rhodococcus
- Streptomyces
Les champignons ligninolytiques comme Trametes versicolor ou Phanerochaete chrysosporium pourraient également participer grâce à leurs enzymes peu spécifiques.
L’efficacité semble donc dépendre davantage de la richesse du biofilm que d’une espèce particulière.
Peut-on accélérer cette dégradation ?
Plusieurs approches physiques permettent d’accélérer les processus naturels.
Exposition solaire
Les UV favorisent la photolyse.
Charbon actif
Il adsorbe une partie du polyquat et accélère la disparition du peroxyde d’hydrogène.
Biochar
Grâce à sa très forte surface spécifique, il constitue un excellent support à la fois pour l’adsorption et pour les biofilms.
Pouzzolane
Sa porosité exceptionnelle permet le développement d’une biomasse bactérienne très importante.
Aération
Elle stimule l’activité des microorganismes aérobies responsables de la biodégradation.
Les floculants peuvent-ils aider ?
La réponse est oui, mais avec prudence.
Le polyquat étant chargé positivement, il interagit préférentiellement avec des matériaux anioniques. Des argiles comme la bentonite peuvent favoriser son adsorption. En revanche, les floculants classiques utilisés en piscine (sels d’aluminium) ne semblent pas spécifiquement adaptés à son élimination lorsqu’il est dissous.
Une solution inspirée des stations de phytoépuration
Pour une piscine d’environ 2 000 litres, une stratégie simple pourrait consister à reproduire, à petite échelle, le fonctionnement d’une zone humide artificielle.
Le système comprendrait :
- une cuve de repos exposée au soleil ;
- une filtration sur charbon actif ;
- un filtre rempli de pouzzolane et de biochar ;
- des plantes émergentes (iris, pontédérie, joncs) ;
- une recirculation lente pendant une à deux semaines.
L’objectif n’est pas de détruire instantanément le polyquat mais de favoriser successivement :
- sa fixation ;
- sa fragmentation ;
- sa biodégradation.
Vers une nouvelle génération de filtres écologiques ?
Les recherches récentes sur les micropolluants montrent que les biofilms complexes associés au biochar, aux matériaux poreux et aux plantes aquatiques constituent des systèmes particulièrement prometteurs.
À terme, il est envisageable que des filtres domestiques inspirés des procédés de phytoépuration permettent de valoriser une partie des eaux de piscine avant leur utilisation pour l’arrosage, limitant ainsi les rejets de biocides tout en économisant la ressource en eau.
À retenir
Le peroxyde d’hydrogène disparaît rapidement ; le polyquat, lui, persiste principalement en raison de sa forte adsorption sur les surfaces. Sa dégradation repose sur une combinaison de photolyse, d’adsorption et de biodégradation lente au sein de biofilms diversifiés. Bien qu’aucun microorganisme ne soit aujourd’hui identifié comme un « dégradeur universel » des polyquats, les filtres végétalisés associant biochar, pouzzolane, plantes émergentes et communautés microbiennes représentent une voie particulièrement prometteuse pour réduire progressivement leur impact avant la réutilisation de l’eau de piscine.
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