Une eau potable est définie au regard de toute une série de paramètres :

• des paramètres microbiologiques : bactéries, qui témoignent d’une contamination fécale (coliformes et streptocoques fécaux…)
• des paramètres chimiques : plomb, mercure, chlore, nitrates, pesticides…
• des indicateurs de radioactivité
• des paramètres organoleptiques : odeur, couleur, saveur.

Pour chacun des paramètres, des seuils sont imposés. Par exemple, la concentration du plomb  ne doit pas dépasser 10 microgrammes par litre.

En France, l’eau est considérée comme potable si elle est conforme à la réglementation en vigueur, à savoir aux exigences des articles R1321.1 à R1321.5 du code de la santé publique et à celles des arrêtés d’application correspondants.  

Cette réglementation traduit les impératifs d’un texte européen de 1998 et dont la version précédente remontait à 1980. En effet, la notion de potabilité évolue pour tenir compte des avancées des connaissances scientifiques et techniques.

Avant d’être distribuée aux usagers, l’eau brute issue des captages doit être rendue potable.  Les traitements nécessaires sont réalisés dans des stations de production d’eau potable qui n’effectuent pas toutes le même travail.

Les traitements successifs doivent être appropriés à la ressource en eau concernée. En effet, selon son origine, son environnement et les milieux qu’elle traverse, l’eau se charge en différents éléments (minéraux, polluants…), naturels ou non, qui modifient sa composition.

Les traitements doivent pouvoir répondre à une modification temporaire récurrente de la qualité de l’eau, comme le développement d’algues ou l’augmentation de la turbidité (aspect trouble de l’eau chargée de matières en suspension).

Selon la qualité de l’eau prélevée, la production d’eau potable nécessite des étapes différentes faisant appel à quatre types de procédés : physiques, chimiques, physico-chimiques et biologiques.

Une station de production d’eau potable traite généralement les eaux de surface par des filières du type suivant :

Les eaux de surfaces sont généralement rendues potables en suivant une filière plus complète que les eaux souterraines, en utilisant, par exemple, les procédés suivants :

• Dégrillage ;
• Tamisage ;
• Floculation, décantation ;
• Filtration sur sable ;
• Ozonation ;
• Filtration sur charbon actif ;
• Chloration.

Le dégrillage : afin de protéger les installations, l’eau prélevée passe à travers des grilles qui retiennent les corps flottants les plus gros (branches, feuilles…).

Le tamisage : l’eau passe dans des tamis de maille de plus en plus fine retenant les débris végétaux et animaux, les insectes, les mollusques, les crustacés d’eau douce, les alluvions, les herbes puis les algues et le plancton.

La décantation simple : les particules les plus lourdes se déposent dans le fond du bassin sous l'effet de la gravité.

La filtration : l’eau circule plus ou moins rapidement à travers des membranes ou des filtres constitués de matériaux comme le sable et le charbon actif. Les filtres à sable, en début de filière, retiennent notamment le fer et le manganèse. Les filtres à charbon actif, placés en fin de filière, absorbent les composés organiques résiduels.

La flottation : de l’air sous pression est insufflé depuis le fond du bassin permettant ainsi aux particules de remonter en surface ou elles sont raclées puis évacuées.

Ce type de traitement utilise des réactifs chimiques qui agissent directement sur les métaux lourds, les matières organiques, les germes pathogènes et les caractéristiques de l’eau.

La chaux peut être utilisée pour modifier le pH de l’eau et la rendre plus douce ou plus agressive.

L’oxydation au chlore élimine l’ammoniaque, le fer et évite le développement d’algues. L’oxydation à l’ozone élimine le fer, le manganèse, les micropolluants et rend les matières organiques plus biodégradables.

La chloration et l’ozonation utilisent respectivement le chlore et l’ozone comme désinfectants en fin de filière.

Ces procédés couplent l’action chimique d’un réactif à une action physique.

Pour faciliter le dépôt des particules dans le fond du bassin, l’étape de décantation peut être couplée à deux étapes chimiques permettant d’agglomérer les particules et de les rendre plus lourdes :

•  La coagulation : des sels de fer ou d’aluminium sont ajoutés à l’eau afin de réduire les forces électrostatiques de répulsion entre les particules et permettre ainsi leur coagulation ;

• La floculation : l’eau est lentement brassée, permettant ainsi aux particules de s’agglomérer et de former des amas de plus et plus gros. Leur masse élevée leur permet ensuite de se déposer plus rapidement dans le fond du bassin sous l'effet de la gravité.

Le traitement biologique utilise les microorganismes naturellement présents dans l’eau, principalement les bactéries. Elles dégradent la matière organique biodégradable - matière naturelle ou micropolluants artificiels - en produits plus simples et moins dangereux pour l’homme.

Des filtres introduits dans la filière de traitement permettent, par exemple, de fixer des bactéries qui vont se développer en surface. Selon la nature du filtre et de sa place dans la filière, les populations bactériennes retenues et leur activité sont différentes : les filtres à sable, par exemple, favorisent la croissance de bactéries nitrifiantes qui éliminent l’azote ammoniacal.

De façon générale, plus la vitesse de filtration est lente plus le processus biologique est visible.