On appelle chlore libre la valeur de chlore indiquée par le test DPD1, c'est-à-dire le chlore présent librement dans l'eau après son ajout (qu'il soit liquide, gazeux, en galets ou par électrolyse). On suppose souvent que cette valeur correspond au désinfectant efficace. En réalité, seule la part présente sous forme d'acide hypochloreux (HOCl) désinfecte ; la valeur DPD1 comprend en outre l'hypochlorite (OCl⁻), bien moins efficace, et – dans une eau stabilisée – le chlore lié à l'acide cyanurique. Ce qui compte vraiment pour la désinfection de l'eau de piscine, c'est donc la quantité de HOCl réellement formée à partir du chlore libre.
Relation entre chlore ajouté et chlore libre
Les facteurs essentiels qui déterminent la quantité de HOCl (et donc de désinfectant) pouvant se former à partir du chlore ajouté sont le pH et la teneur en acide cyanurique de l'eau de la piscine.
1. pH
À un pH de 6,5, il se forme environ 85 % de HOCl ; les 15 % restants forment de l'OCl⁻, qui n'a pratiquement aucun pouvoir désinfectant. À un pH de 7,0, il se forme environ 74 % de HOCl, à 7,5 seulement environ 50 %, et à un pH de 8,0 déjà moins de 20 % de HOCl (ce que l'on appelle généralement le chlore libre). Cet équilibre de dissociation entre HOCl et OCl⁻ est réversible. Autrement dit, si l'on modifie le pH d'une eau qui contient déjà du HOCl/OCl⁻, la part de HOCl dans l'eau augmente ou diminue en conséquence.
2. Acide cyanurique
Presque tous les galets et granulés de chlore à dissolution lente sont composés de dichloro- ou de trichloroisocyanurates. Ces produits, appelés chlore organique, contiennent de l'acide cyanurique, qui agit comme « stabilisant ». Cela signifie qu'une grande partie du chlore ajouté à l'eau de la piscine se lie à l'acide cyanurique présent et n'est donc, dans un premier temps, pas disponible pour former du HOCl (chlore actif). Il est totalement « inactif », car il est d'abord engagé dans un autre composé chimique. Il s'établit un équilibre d'hydrolyse entre le chlore lié à l'acide cyanurique et le HOCl (chlore actif). Dans ce cas, la quantité totale de chlore dans une eau de piscine contenant de l'acide cyanurique (test DPD1) devrait donc plutôt être appelée « chlore disponible total » que « chlore libre ».
Une teneur de 10 mg/l d'acide cyanurique dans l'eau suffit déjà à lier environ 40 % du chlore ajouté, si bien que seuls 60 % environ de la quantité ajoutée restent disponibles pour former du chlore libre. 20 mg/l d'acide cyanurique en lient environ 50–55 % ; ensuite, la courbe s'aplatit lentement et, au-delà d'une teneur en acide cyanurique de 50 mg/l, déjà plus de 65 % du chlore est lié à l'acide cyanurique. Des valeurs encore plus élevées n'influencent pratiquement plus le résultat. Le graphique suivant illustre la situation :
Combiné à un pH trop élevé, cela conduit parfois à des teneurs en chlore réellement actif nettement trop faibles dans l'eau de la piscine.
Si l'on ajoute par exemple une quantité théorique de 1,0 mg/l de chlore à une eau de piscine contenant 50 mg/l d'acide cyanurique et présentant un pH de 7,4, environ 65–70 % de la quantité ajoutée se lie à l'acide cyanurique et, en raison du pH élevé, les 30–35 % restants (0,3–0,35 mg/l) ne forment plus qu'environ 55–60 % de HOCl. La part réelle de chlore libre ou actif n'est donc que d'environ 0,17–0,2 mg/l.
Nous mettons à ta disposition un calculateur en ligne qui permet de calculer approximativement la part de chlore actif et les dosages nécessaires pour amener la teneur en chlore à une valeur donnée : Calculateur en ligne.
Mesure DPD1 – pourquoi le test donne des résultats trompeurs dans ces conditions
Lorsque l'on veut déterminer le « chlore libre » par DPD1 avec un testeur à pastilles ou un photomètre courant, l'indicateur DPD1 ne réagit dans un premier temps qu'à l'acide hypochloreux (HOCl) et à l'anion hypochlorite (OCl⁻) présents. La coloration de l'échantillon résulte de l'oxydation de l'indicateur par le HOCl, qui est entièrement consommé dans l'eau de l'échantillon. En raison de l'équilibre d'hydrolyse entre le chlore lié à l'acide cyanurique et le HOCl désormais consommé, l'acide cyanurique libère le chlore restant qui lui est lié, et du nouvel acide hypochloreux se forme dans la chambre de mesure, colorant davantage l'indicateur DPD1. De plus, la pastille DPD1 tamponne la solution de l'échantillon à un pH compris entre 6,2 et 6,5. Cela aussi produit plus de HOCl qu'il n'y en a réellement dans l'eau de notre bassin de l'exemple ci-dessus à pH 7,4. Le test DPD1 affichera donc presque les 1,0 mg/l de chlore libre attendus – alors qu'en réalité, il n'y a jamais plus d'environ 0,2 mg/l de HOCl présents et actifs dans l'eau de la piscine.
Même dans une eau sans acide cyanurique dont seul le pH est élevé, le test DPD1 (l'échantillon étant tamponné à un pH de 6,2 à 6,5) fournit une valeur apparemment suffisante. Dans l'eau du bassin, seule une part nettement plus faible est pourtant réellement présente sous forme de désinfectant efficace (HOCl).