Le B.A-BA de l’électrolyseur
Pour la santé de ses utilisateurs, l’eau d’une piscine doit être saine. Un électrolyseur est l’un des moyens permettant de détruire bactéries et virus tout en inhibant leur développement. Pour cela, du sel est dissous dans l’eau du bassin. En passant entre deux électrodes alimentées en électricité, la structure de l’eau légèrement salée est modifiée. Un nouvel élément apparaît : le chlore libre.
Transformer le sel en chlore
Sous l’effet d’un courant électrique polarisé, un processus d’électrolyse permet de réaliser des réactions chimiques. Pour la piscine, on parle plus précisément d’électrochloration : un électrolyseur va produire in situ un désinfectant chloré. Ce chlore libre produit par électrolyse dispose d’un excellent pouvoir oxydant que ce soit sur les particules organiques, les germes pathogènes ou sur les minéraux présents dans l’eau du bassin. L’électrochloration permet ainsi de réduire la quantité de nutriments disponibles pour les micro-organismes tels que les bactéries, les algues, les champignons ou les virus. L’eau ainsi traitée est désinfectée et désinfectante : les micro-organismes sont détruits et leur croissance limitée.
Quelques explications chimiques
Le sel présent dans l’eau est du chlorure de sodium (NaCl). Dissous, il est séparé en ions chlorure et sodium (Na+ et Cl–). La tension électrique appliquée sur la cathode et l’anode produit par électrolyse du chlore libre, composé de deux agents désinfectants : les ions hypochlorites (OCl–) et l’acide hypochloreux (HOCl). Le plus puissant est l’acide hypochloreux, également appelé chlore actif.
Avec un pH à 7,2, sa teneur est à 66 % du chlore libre, mais elle chute à 50 % lorsque le pH est à 7,5.
Ce désinfectant détruit les micro-organismes puis, sous l’effet du rayonnement solaire, se combine de nouveau en sel. Le cycle se renouvelle en permanence, la quantité de chlore est donc sans cesse régénérée et le traitement continu. Les chloramines, particules résiduelles du processus d’oxydation, sont immédiatement détruites. C’est la raison pour laquelle il n’y a pas d’odeur de chlore qui se dégage d’une piscine traitée par électrolyse du sel.
Les composants du système d’électrolyse
Le coffret de commande
C’est le cerveau du système : il intègre les composants assurant l’alimentation électrique et la gestion du fonctionnement de la cellule d’électrochloration. Son interface permet à l’utilisateur d’ajuster la production de chlore voire, le cas échéant, d’être averti d’un dysfonctionnement de l’appareil.
L’alimentation électrique
La cellule d’électrochloration est installée directement sur le circuit hydraulique de la piscine. Pour des raisons de sécurité évidentes, le coffret de commande doit délivrer une alimentation en très basse tension de sécurité (TBTS) ainsi que le prévoit la norme d’installation NF C15-100.
La cellule et l’électrode
©Corelec
La cellule, c’est le centre de production : dans cet espace renfermant les électrodes ont lieu les différentes réactions d’électrochloration en présence d’eau salée. L’électrode, c’est l’outil de fabrication : alimenté par un courant électrique polarisé, cet élément conducteur produit du chlore à partir du sel dissous dans l’eau du bassin. De nombre et de taille variables, les électrodes sont généralement constituées de plaques en titane recouvert d’un revêtement favorisant le processus d’électrochloration.
L’électrode est le siège des réactions d’oxydation au niveau de l’anode (création de chlore gazeux) et de réduction à la cathode (libération de dihydrogène gazeux et d’ions hydroxydes).
Vers un fonctionnement optimisé des électrolyseurs
Les électrolyseurs intelligents sont aujourd’hui capables d’ajuster leur fonctionnement aux besoins de la piscine. Ils vont plus loin que la simple production de chlore pour garantir en permanence un traitement optimisé et un confort de baignade irréprochable. Ces fonctionnalités avancées ont bien évidemment un coût, mais le gain pour l’utilisateur le justifie pleinement.
Le bon dosage
La quantité de chlore doit être maintenue à un certain niveau dans le bassin pour que l’eau reste toujours désinfectée et désinfectante. L’électrolyseur doit donc fonctionner de façon à être en adéquation avec les besoins du bassin. Si la production est insuffisante, algues et bactéries pourront à nouveau se développer. À l’inverse, une quantité de chlore trop importante rendra l’eau agressive, inconfortable pour les baigneurs et impactante pour les équipements. Il existe alors un risque de décoloration du revêtement et de corrosion des équipements. C’est la raison pour laquelle certaines couvertures automatiques peuvent asservir le fonctionnement de l’électrolyseur : si le bassin est fermé, la production de chlore est automatique-ment réduite de manière significative.
Anticiper et s’ajuster
© Régul’Electronique
Avec un dispositif de contrôle ou de régulation, la production de l’électrolyseur est adaptée aux caractéristiques réelles de l’eau. En adéquation avec les besoins du bassin, le traitement assure une qualité d’eau constante en empêchant toute détérioration. La production de chlore est donc optimisée : elle garantit un confort de baignade idéal avec la juste consommation d’énergie.
Le pH sous contrôle
Pour assurer l’efficacité de la désinfection, de plus en plus d’électrolyseurs sont couplés à un système de régulation du pH, qui a tendance à augmenter avec un tel procédé de traitement. Le chlore produit par électrochloration favorise en effet l’augmentation du pH, tout comme la soude libérée par l’électrolyse. Rappelons qu’un pH trop élevé impacte l’efficacité du traitement : on considère qu’un traitement au chlore est actif à 60 % pour un pH compris entre 7,2 et 7,4, mais que son efficacité chute à 20 % lorsque le pH dépasse 8.
Analyser avant d’agir
Pour que leur fonctionnement soit optimisé, les électrolyseurs de milieu et de haut de gamme intègrent des dispositifs d’analyse. De série ou en option, ces fonctionnalités avancées permettent d’ajuster le niveau du pH et de contrôler le taux de chlore.
Les cycles d’électrochloration peuvent ainsi être asservis à des valeurs mesurées dans le bassin. Deux dispositifs sont possibles : un contrôleur redox ou un système de régulation du chlore (par colorimétrie ou plus souvent ampérométrie).
L’intensité de production d’un électrolyseur ne pouvant pas être modulée, l’ajustement s’opère sur la durée de production : en fonction des taux mesurés, les plages de fonctionnement de l’électrolyse sont réduites ou élargies.
La sécurité de fonctionnement
Contrôle du débit et de la présence d’eau dans la cellule, surveillance du taux de sel disponible ou du temps de filtration, alerte en cas d’électrodes en fin de vie voire défectueuses… les électrolyseurs sont capables de stopper leur activité en cas de conditions problématiques. Couplés ou non à un système d’autodiagnostic, ces systèmes de surveillance avertissent l’utilisateur d’un dysfonctionnement.
Composant le plus exposé d’un système d’électrochloration, l’électrode a été pendant longtemps exclue du champ d’application des garanties, étant considérée comme un consommable de cette solution de traitement. La fiabilité des équipements et de leur fonctionnement permet aujourd’hui à bon nombre d’industriels de garantir ces cellules au même titre que le boîtier de commande.
Quel électrolyseur pour votre client?
Entre les électrolyseurs basiques et les modèles intelligents, la différence de prix est importante mais se justifie pleinement par la valeur ajoutée qu’apportent les solutions les plus évoluées. Voici en détail les principaux critères sur lesquels vous aiguillerez le choix de votre client.
Le volume à traiter et la quantité de sel requise
La plupart des gammes sont déclinées en différentes puissances qui sont en mesure de prendre en charge de manière optimale un volume donné. Sans pour autant parler d’installation sur mesure, ces versions permettent de choisir un appareil assurant une désinfection efficace avec le meilleur ratio consommation/capacité de production. Certains fabricants précisent la capacité de leurs appareils en fonction de la salinité de l’eau.
Ces dernières années, d’importants efforts ont pu être faits pour réduire la quantité de sel nécessaire au bon fonctionnement des systèmes d’électrochloration. Bien plus que dans les potentielles économies réalisées, l’intérêt
réside dans la préservation des équipements : avec une eau moins salée, le bassin est bien moins sujet au phénomène de corrosion.
© Stérilor
L’adaptation à la couverture
De plus en plus de volets peuvent asservir le fonctionnement de l’appareil d’électrolyse. Contact volet, Slow Mode ou détection couverture : cette fonctionnalité répond aux problèmes de surchloration qui peuvent survenir en présence conjointe d’un volet et d’un électrolyseur. En position fermée, le volet favorise l’augmentation de la quantité de chlore dont les particules se maintiennent plus longtemps. L’eau devient alors agressive et corrosive, avec le risque d’altérer les équipements. La production de la cellule d’électrolyse doit ainsi être réduite de 85 % à 90 % pour compenser ces modifications de l’équilibre de l’eau. Le couplage volet/électrolyseur constitue donc une réponse à une attente multiple pour l’utilisateur en termes de confort, de sécurisation et d’automatisation.
Les opérations d’entretien
Pour répondre aux problématiques d’entartrage, de plus en plus d’électro-lyseurs sont autonettoyants. Ils intègrent une inversion de polarité qui détruit les dépôts calcaires et rend à l’électrode toute sa capacité de production. Il en résulte une durée de vie accrue de tout le système d’électrolyse.
Lorsqu’ils sont couplés à un appareil de mesure de la température, les électrolyseurs peuvent se placer automatiquement en hivernage. À partir d’une certaine température, généralement entre 10 et 15 °C, l’activité est stoppée pour éviter de solliciter inutilement l’appareil.
Le traitement choc
Dans le cadre d’un traitement manuel, on apporte dans le bassin une grande quantité de produit de manière quasi instantanée pour résoudre les problèmes d’eau. Équivalent de la chloration choc, les modes boost ou surchloration proposés par l’électrolyseur correspondent à des cycles de chloration forcée : l’appareil va produire du chlore en continu pendant une durée limitée, avec ensuite un retour automatique à un fonctionnement normal.
La commande à distance
C’est l’avancée majeure des dernières saisons : l’intégration d’un module wifi aux appareils. De série ou en option, cette fonctionnalité rend l’appareil communiquant. Il devient pilotable à distance, sur un support mobile, via une application dédiée. Il est alors possible pour l’utilisateur de surveiller les paramètres de sa piscine n’importe où et n’importe quand pour éventuellement ajuster le fonctionnement de l’électrolyseur. Mais c’est surtout la qualité d’utilisation qui est grandement améliorée : les interfaces des applications sur plus lisibles et plus intuitives que les écrans placés sur les appareils.
Les bonnes pratiques pour bien se servir d’un électrolyseur
Pour bien fonctionner, un électrolyseur ne demande pas beaucoup d’entretien mais un environnement adapté. Voici quelques rappels utiles qui permettront à vos clients de profiter longtemps de leur électrolyseur et d’une qualité d’eau optimale.
Une eau bien équilibrée !
Préalable incontournable avant la mise en fonctionnement d’un électrolyseur : la vérification de la dureté de l’eau, mesurée par le TH. Si le TH est trop élevé, le risque est de voir la cellule s’entartrer rapidement. L’emploi d’un séquestrant calcaire est alors indispensable. Autre facteur de désagrément, la présence de métaux dissous qui peuvent tacher le revêtement de la piscine et altérer la surface des électrodes, via la corrosion. Là encore, un séquestrant spécifique est recommandé.
Comme pour tout système de traitement, l’efficacité d’un électrolyseur est conditionnée par la relation entre trois variables de l’eau : le pH, le TAC et le TH.
Le traitement choc, un passage obligatoire
Traiter manuellement le bassin avant de mettre en route un système d’automatisation ? Cette recommandation peut surprendre l’utilisateur. Et pourtant, cette étape est déterminante pour l’efficacité de l’électrolyseur et, par extension, la qualité de l’eau ! Combinée à une filtration continue pendant au moins 24 heures, une chloration choc permet d’obtenir une eau parfaitement désinfectée et assainie. C’est seulement après cet ajout massif et instantané de désinfectant que l’électrolyseur peut commencer à fonctionner, pour maintenir la qualité effective de l’eau.
La bonne dose du bon sel
Le sel employé pour l’électrostérilisation doit être d’une grande pureté (> 99,9 % NaCl), avec une très faible teneur en calcium et magnésium (substances pouvant impacter la cellule d’électrolyse) mais également en métaux lourds.
Fer, cuivre, manganèse ou plomb risquent en effet de tacher le revêtement de manière irréversible. Il convient par conséquent d’utiliser un sel raffiné en pastilles, spécifiquement conçu pour une utilisation en piscine. À noter que ce format pastille permet une dissolution totale et homogène dans le bassin. Pour que le fonctionnement de l’électrolyseur soit optimal, il est nécessaire de suivre les préconisations éditées par le fabricant. Ce respect du dosage garantit la qualité de désinfection et préserve les équipements, que ce soit la cellule de l’électrolyseur ou le revêtement du bassin. Trop de sel risque de générer une augmentation de la production de chlore, mais pas assez de sel compromet la longévité de la cellule.
Généralement, la teneur en sel doit être comprise entre 2,5 et 5 g/l, soit 2,5 à 5 kg de sel par mètre cube. Concrètement : pour un bassin de 50 m3, il faut verser 200 kg de sel dans une eau neuve pour atteindre une concentration de 4 g/l.
La concentration de sel dans l’eau baisse régulièrement : les réactions chimiques, les précipitations, les contre-lavages et les vidanges font baisser progressivement la teneur en ions chlorure dans l’eau. Par extension, c’est l’efficacité de la cellule qui est moindre. Résultat : pour produire une même quantité de chlore, l’appareil est davantage sollicité. Il est donc impératif de vérifier la quantité de sel en cours de saison pour l’ajuster si besoin. Un taux de sel insuffisant se traduira également par une dégradation du film conducteur, puis des plaques d’électrode elles-mêmes.
Pourquoi est-ce risqué d’utiliser un sel non adapté ?
Le principal risque concerne la cellule. Une teneur trop élevée en calcium et magnésium provoque un phénomène de désurfaçage des électrodes altérant fortement leur longévité. La présence de métaux lourds est à l’origine de taches indélébiles sur les revêtements du bassin ainsi que de l’élévation du potentiel de travail de l’anode. Là encore, le risque est de voir la durée de vie de l’électrode se réduire. Le sel doit donc être exempt d’agent anti-mottant, présent dans les sels alimentaires, qui est un composé à base de fer. Cet agent anti-agglomérant libère des ions ferrocyanures. Cette espèce chimique, lorsqu’elle est oxydée, peut être responsable de taches indélébiles sur les revêtements et les équipements du bassin.
Longue vie à la cellule
Cœur du système d’électrochloration, la cellule est un équipement sensible. La présence de métaux dissous et une eau oxydante peuvent altérer son revêtement : ses deux cas de figure sont donc à éviter au maximum. Une eau chargée en calcaire va produire des dépôts qui réduisent la capacité de production de la cellule. Si la cellule est trop entartrée, il est possible de la nettoyer en la trempant dans une solution très légèrement acide, pas trop corrosive, pour supprimer ces dépôts.
L’importance du débit
L’absence d’eau dans la cellule ne constitue pas un problème en soi : sans eau, aucune réaction chimique n’est possible. Une immersion partielle des électrodes devient, elle, problématique : cette différence de niveau génère une oxydation sur les faces laissées à l’air libre. Surtout, un réel risque existe lorsque l’eau est stagnante. La production de chlore peut se faire, mais sans renouvellement du volume, la concentration en chlore et en gaz augmente. En l’absence de débit, l’eau surchargée va altérer les électrodes et peut entraîner une explosion de la cellule.
Attention aux températures
Une eau froide devient moins conductrice, ce qui sollicite l’électrolyseur de manière trop intense et surtout inutile : avec la baisse des températures, le bassin est moins utilisé et le développement des bactéries sensiblement ralenti. Il est donc conseillé d’arrêter le fonctionnement de la filtration dès que l’eau descend au-dessous de 15 voire 10 °C.
Dans les régions sujettes au gel, la vidange de la cellule comme des canalisations est primordiale pour se prémunir contre tout dégât lié au froid.