Depuis la station de pompage au niveau du captage jusqu'à la station de potabilisation, l'eau circule dans des canalisations par gravité, avec parfois des stations de relèvement selon le contexte hydraulique et géographique local. Le service d'eau doit s'assurer non seulement que les installations mises en place évitent toute contamination de l'eau (bactériologique, chimique…), mais aussi qu'elles sont protégées (détection d’intrusion, clôtures antipersonnel..) conformément aux directives Vigipirate.

Le traitement en station

Selon la qualité de l'eau brute, le traitement de potabilisation est plus ou moins complexe. On distingue deux étapes de traitement : la clarification et la désinfection ; auxquelles s'ajoutent parfois une étape complémentaire lorsque la qualité de l'eau brute l'impose.
La clarification repose sur des :
− Procédés physiques : élimination des Matières En Suspension (MES) par filtration (par sable ou charbon actif), tamisage, décantation et flottation.
− Procédés physico-chimiques : lorsque l'élimination des MES nécessite une coagulation des matériaux en suspension dans l'eau, celle-ci s'opère par ajout d'un réactif chimique.
La désinfection repose sur des :
− Procédés chimiques : il s’agit d’ajouter des produits tels que le chlore (avec risque de formation de sous-produits suspectés de toxicité pour l'homme : les trihalométhanes), ou des oxydants puissants, tels que le péroxyde (eau oxygénée) ou l’ozone. Ces oxydants permettent également l'élimination du fer et du manganèse, et ont une action organoleptique (suppression de l'odeur « de terre » par exemple).
− Outre ces procédés, il existe des traitements neutralisants et acidifiants, employés pour réguler la « dureté » de l'eau (liée à la présence de calcaire) et son pH et ce, afin entre autres de protéger les canalisations de la corrosion ou de l’entartrage.
− Procédés physiques : la matière organique et les microorganismes sont détruits sous l'action de rayonnements ultraviolets.

Traitements complémentaires

− Procédés physiques : après un éventuel traitement oxydant, l'adsorption sur charbon actif permet d'éliminer les polluants organiques dissous, tels que certains pesticides ou des hydrocarbures. Des résines échangeuses d'ion permettent quant à elles d'éliminer les ions nitrates par substitution.
− Procédés biologiques : la dénitrification de l'eau peut aussi s'opérer par passage de l'eau brute dans un bioréacteur chargé de bactéries dénitrifiantes, qui transforment les nitrates en azote gazeux.
Plus récents, les systèmes par membrane de micro, ultra, voir nanofiltration, permettent une gamme de traitement pouvant aller jusqu’à ne laisser passer pratiquement que des molécules d’eau (épuration « totale » de l'eau) ; mais ils sont très coûteux en maintenance et en énergie.

Les critères de potabilité de l'eau

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Pour être consommée, l'eau potable doit respecter des normes susceptibles de garantir un « risque acceptable ». Afin de cadrer cette notion, une structure a été créée récemment par la loi relative à la politique de santé publique du 9 août 2004 : le Haut Conseil de la santé publique (HCSP) ; une instance d’expertise qui s'appuie sur les missions du Conseil supérieur d’hygiène publique de France et celles du Haut Comité de la santé publique. Le HCSP est chargé de conseiller les pouvoirs publics dans l’élaboration et l’application des normes au niveau national et constitue la référence officielle d’expertise de la sphère publique dans le domaine de l’eau potable, entre autres.

Les limites et les références de qualité sont fixées par le décret 2001-1220 du 20 décembre 2001 relatif aux eaux destinées à la consommation humaine, transposant la directive européenne 98/83/CE du Conseil du 3 novembre 1998 relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine.
Actuellement, il existe plus de 60 critères. Ils portent sur :
− la qualité microbiologique : absence de bactéries (coliformes fécaux, streptocoques), de parasites et de virus pathogènes
− la qualité physico-chimique : température, conductivité, pH, oxygène dissous
− la qualité chimique : normes au millionième de gramme par litre de substances chimiques autres que les sels minéraux ; concentrations maximales admissibles également très faibles en substances toxiques telles que le plomb, le chrome, autres métaux lourds, hydrocarbures et arsenic ; seuils de tolérance en substances indésirables, telles que le fluor, les nitrates et les phosphates ; doses infimes en pesticides ou apparentés ; teneur minimale en calcium, magnésium, carbonate et bicarbonate pour les eaux adoucies ou déminéralisées
− La qualité radiologique : activité en Tritium et évaluation de la Dose annuelle Totale Indicative (DTI) ; modalités de contrôle fixées par l'arrêté du 12 mai 2004
− La qualité organoleptique : odeur, couleur, goût

Le contrôle de la qualité de l'eau

Des contrôles de la qualité de l'eau sont effectués depuis les captages jusqu'aux réseaux de distribution, en passant par la station et les réservoirs. Il s'agit là d'une part de l'auto-contrôle réalisé par les distributeurs d'eau, et d'autre part du contrôle sanitaire réalisé par les Agences Régionales de la Santé (ARS, ex DDASS). Ces contrôles reposent sur des prélèvements d'eau analysés par des laboratoires agréés par le Ministère de la Santé qui, depuis 2009, ne sont plus l'apanage des laboratoires départementaux. Le marché de l'analyse de l'eau a en effet été ouvert à la concurrence, en application de la Loi sur l’eau et les milieux aquatiques (LEMA) du 30 décembre 2006. Les résultats du contrôle sanitaire sont communiqués au responsable de la distribution de l'eau potable et au maire chargé d'informer la population.