LA FLOCULATION DES EAUX MINÉRALES

« Les eaux minérales ont quelque chose de mystérieux, de vivant... »

(Prof. M. Creyx.) [11].

Les eaux minérales prélevées directement à l'émergence possèdent des propriétés physico-chimiques et biologiques entièrement différentes de celles qu’elles présentent après conservation plus ou moins longue sans aucune précaution spéciale. Ce phénomène semble général, bien qu'il passe inaperçu dans certaines eaux dites « oligométalliques »; il est, au contraire, particulièrement net avec les eaux bicarbonatées ferrugineuses. Aussi est-il tout naturel de s'adresser à ce groupe, lorsqu'on veut effectuer une étude de ce procéssus physico-chimique.

De telles eaux laissées au repos, au contact de l’air, présentent bientôt en surface un louche qui gagne peu à peu toute la masse. L'eau prend alors une teinte spéciale légèrement bleuâtre, qui vire au jaune ocre en même temps que se rassemble un précipité, qui a reçu le nom de floculat; celui-ci ne tarde pas à sédimenter sur les parois du récipient tandis que le liquide redevient peu à peu limpide. La formation du trouble demande environ deux heures, et la sédimentation se terminerait en un temps approximatif de vingt-quatre heures.

Si l’eau continue à séjourner au contact de l'air, on voit se produire un deuxième phénomène : en surface se constitue un très léger voile blanc provenant de l’insolubilisation d’une partie des carbonates alcalinoterreux; ces derniers se forment par départ de l’anhydride carbonique aux dépens des bicarbonates.

Ces deux stades successifs constituent dans leur ensemble la floculation des eaux minérales.

La floculation est due essentiellement à deux causes : 1° l’action de l'oxygène de l'air; 2° le départ de l’anhydride carbonique. Elle modifie d’une façon considérable la composition chimique de l’eau, surtout lorsqu'elle s'accompagne d’évaporation et du contact prolongé de l’eau floculée avec son floculat.

De très nombreux auteurs ont étudié cette question: en 1875,

CRE qe

Garrigou [20], le premier, a signalé, en effectuant l’analyse de la « Source Vieille » des Eaux-Bonnes, l'existence dans l’eau minérale de deux matières « organiques » complètement différentes : l’une, cristalloïde, traverse le dialyseur; l’autre, colloïdale, est retenue par la membrane.

En 1905, P. de Heen et H. Michels [25] émettent, d’après l’action des solutions colloïdales artificielles sur les graines en germination, l’hypothèse. que l’action thérapeutique des eaux minérales est due à leurs colloïdes : « Les substances caractéristiques et actives des eaux minérales se trouvent d'ordinaire en quantités trop minimes pour agir d'une manière efficace au point de vue chimique. Il y a plutôt lieu de supposer qu'elles provoquent une excitation par suite du dégagement d'énergie résultant de l'absence d'équilibre ionique, conséquence de la petitesse des particules. C’est ce dégagement d'énergie qui les maintient en suspension. »…

«En effet, comment expliquer autrement ce fait que les eaux minérales, bien qu’elles conservent la même composition chimique, perdent par l’embouteillag» leurs propriétés médicinales ? En admettant notre hypothèse, la mort des eaux minérales serait due à la simple sédimentation des particules en suspension dans l’eau. »

En 1907, Foucaud et Chamagne [19] réalisent, au moyen d’un sac de viscose, la dialyse des eaux de Vichy et isolent un dépôt blanc jaunâtre où ils décèlent par les méthodes de précipitation et de transport électrique la présence et le signe de divers colloïdes. Ils concluent que ces derniers existent dans toutes les eaux de Vichy, à l'exception de la « Source Célestins ».

En 1916, Daniel [12], effectuant différentes recherches : examen à l’ultramicroscope, réactions des colloïdes, transport électrique et action catalytique, établit une liaison entre la variation de la radio-activité et la stabilité des colloïdes. Pour lui, la disparition de la radio-activité entraînerait une modification du champ électrique provoquant la floculation des micelles.

Tous les auteurs que nous venons de citer affirment l'existence dans les eaux minérales de colloïdes, mais n'abordent pas la question de savoir si ceux-ci existent initialement ou si, au contraire, ils se forment secondairement après l'émergence.

C'est Glénard [24], en 1910, qui résolut ce problème en effectuant une étude du pouvoir catalytique du fer. Après une série d'examens au griffon, cel auteur déclare : «Les colloïdes de l'eau de Vichy sont constitués par de l’oxyde de for en voie de précipitation, et c'est le premier temps de celte précipitation qui confère à l’eau son caractère colloïdal. Le fer arrive des profondrurs de la terre à l'état de carbonate de fer ou, en tout cas, il se drouve dissous dans l'eau à la faveur de l'acide carbonique sous pression. Arrivé à l'air libre, l'acide carbonique se dégage et l'oxyde de fer seul, ou entraînant avec lui d'autres éléments, précipite. Los grains d'abord très fins, ultramiscroscopiques, s’agglomèrent, puis bientôt prélci-

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pitent sur les parois du récipient. » Ainsi, pour Glénard, le processus. de la floculation se ramenait à un dégagement de l’anhydride carbonique dissous dans l’eau. 5 :

En 1924, étudiant les eaux ferrugineuses de Spa, dont certaines contiennent jusqu'à 25 et même 32 milligrammes de fer par litre, Henrijean et Kopaczewski [26] mettent en évidence la présence d’un hydrosol électropositif du fer. D'Arsonval et Bordas [2] reprennent leurs conclusions, préconisant, le prélèvement de l’eau à l'abri de l'air et sous une atmos- ‘phère d’anhydride carbonique : « {l semble que la floculation ne soit pas due exclusivement à une rupture d'équilibre provoquée par le dégagement d'anhydride carboniqu”, et peut-être que, devant cette stabilisation spéciale, l'examen à l’ultramicroscope permettrait de découvrir des micelles colloïdales. » D'Arsonval et Bordas émettaient donc déjà l'hypothèse que le .départ du gaz carbonique n’est peut-être pas la seule cause du phénomène. 3 En 1934, MM. Armand et Lescœur [1] montrent le rôle capital joué par l'oxygène de l'air. L'année suivante, Mme L. Blanquet et M. Armand [4] - font pénétrer dans une cuve de Biltz en quartz, à l'abri de l’air et dès son émergence, une eau minérale qu'ils examinent à l’ultramicroscope. Dans cette cuve, la présence de micelles est extrêmement rare; une seule ‘est observable tous les cinq ou six champs, après avoir fait circuler une grande quantité d’eau dans la cuve. A ces micelles, ils donnent le nom.de « colloïdes originels » et supposent qu'il s’agit là des oligo-éléments, plus particulièrement des métaux lourds contenus à dose infinitésimale qui peuvent être seulement décelés par la méthode spectrographique. Plaçant la cuve au contact de l’air, ils continuent l’examen et laissent l'oxygène de l’air diffuser très lentement dans le liquide. Lorsque, la partie se trouvant sous l'objectif de l'ultramicroscope est atteinte, le champ noir se constelle d'étoiles petites et brillantes, animées de mouvements rapides ayant les caractéristiques des mouvements browniens giration de la particule sur elle-même et {translation d'ensemble. Si l'examen se prolonge pendant une ou deux heures, on voit les micelles continuer à grossir, leurs mouvements devenir. de plus en plus lents: enfin, des agglomérats apparaissent, et le mouvement cesse complètement. Si la cuve est maintenue à l'abri de l'air ou sous une atmosphère d’anhydride carbonique, on n'observe rien de semblable. gi : Ces éxpériences montrent le rôle prépondérant des phénomènes d’oxydation, dus à l'oxygène de l'air, au cours du processus de floculation. Ces ‘auteurs, ayant en outre déterminé par cataphorèse dans la cuve ellemême le signe des colloïdes, notent que le transport des colloïdes se fait vers l’anode.

En résumé, pour Mme Blanquet et Armand, la marche de la floculation s’ellectue de la façon suivante : | À Le fer se trouve dans l’eau sous forme de bicarbonate de Fe++::célui-ci “est transformé par l'oxygène de l’air en sel de Fe+++ qui, très instable,

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se décompose immédiatement en donnant de l’hydroxyde ferrique. La grande dilution du fer et l’alcalinité du milieu sont des conditions optimums pour l'obtention de ce dernier à l’état colloïdal, Mais, comme on se trouve en présence d’électrolytes qui constituent l’un des plus actifs facteurs de floculation par neutralisation des charges des micelles, on observe la précipitation totale des particules d'hydroxyde ferrique.

A côté de ce phénomène de neutralisation des charges des micelles, Mme Blanquet a montré qu'il existe d’autres phénomènes électriques de ‘contact à la sortie du griffon entre l’eau minérale et la colonne métal- Jique d’adduction: Dans un rapport présenté aux « Journées thérapeutiques de Paris » en 1946, Mme Blanquet déclare : « L'oxydation n'est pas la seule cause de formation de l'oxyde ferrique colloïdal; certains phénomènes de contact y contribuent, et le départ du gaz carbonique des bicar- ‘bonates se transformant en carbonates neutres; néanmoins, l'oxydation est, sans aucun doute, la cause dominante. »

La modification de la composition chimique de l’eau après floculation a été étudiée principalement par Mile Davoust [13] au moyen de la ‘méthode spectrographique, appliquée aussi bien à l’eau floculée qu'à son floculat, et ceci sur'un assez grand nombre d'eaux ferrugineuses. Mlle Davoust arrive aux conclusions suivantes : le fer disparaît intégralement, et sa précipitation entraîne soit totalement, soit partiellement, un certain nombre d'éléments :

Fe Cu GI Ba Sr Mn, précipitent totalement; Ca — Mg — Si — As, précipitent partiellement; Na — K — B, ne précipitent pas du tout.

La disparition des alcalino-terreux est étroitement liée au départ de l'anhydride carbonique, qui provoque la transformation des carbonates acides en carbonates neutres, beaucoup moins solubles.

La disparition des métaux lourds est probablement due au « collage » de l’eau par l’hydrate ferrique, car on considère que ces éléments se trouvent dans les eaux minérales sous forme colloïdale. C'est ainsi que Piéry, Enselme et Jourdain [36] ont montré que l’arsenic est entraîné par un phénomène d’'adsorption.

Des travaux de Mme Blanquet et Armand, il ressort que dans une eau floculant à l'air libre on se trouve en présence de : — un phénomène dû à l'oxydation qui provoque la disparition du fer seul; — un phénomène de dégagement gazeux (CO,) aboutissant à la transformation de carbonates acides en carbonates neutres moins solubles ;

— un phénomène d'entraînement provoquant la disparition des métaux lourds.

Une eau floculée, que l'on à pu appeler « eau morte », n'aura plus rien de commun avec l’eau vivante », qui sort du grilfon, tant au point de