Dureté de l'eau

Le titre hydrotimétrique (T.H. ou G.H. en allemand pour GesamtHärte), ou dureté de l'eau, est l’indicateur de la minéralisation de l’eau. Elle est surtout due aux ions calcium et magnésium.

La dureté s’exprime en ppm w/v (ou mg/L) de CaCO₃ ou en degré français (symbole : °f) en France (à ne pas confondre avec le symbole °F, degré Farenheit). 1 degré français correspond à 10 mol/L soit 4 milligrammes de calcium ou 2,4 milligrammes de magnésium par litre d’eau.

Généralement, on distingue la dureté permanente et la dureté temporaire, la somme des deux étant la dureté totale.

La dureté se détermine par un dosage complexométrique par l’EDTA (voir chélation). Les sels minéraux sont essentiels à la santé et une eau de dureté moyenne apporte quotidiennement une grande partie de nos besoins en calcium et magnésium.

On utilise un adoucisseur d'eau pour adoucir l'eau jusqu'à environ 5° français.

Titre alcalimétrique (T.A)

Il permet de connaître les teneurs de l’eau en carbonates et bases fortes présentes dans l’eau. Cette analyse se fait en présence de phénolphtaléine qui vire de l’incolore au rose-fuchsia à un pH de 8,2. Le Titre alcalimétrique s’exprime en degré français (°f).

• 1°f = 3,4 mg/L d'ion hydroxyde OH = 6,0 mg/L d'ion carbonate CO₃ = 12,2 mg/L de l'ion hydrogénocarbonate HCO₃

Titre alcalimétrique complet (TAC)

Le TAC (titre alcalimétrique complet) est la grandeur utilisée pour mesurer le taux d’hydroxydes, de carbonates et de bicarbonates d’une eau, son unité est le degré français (°f).

En titrant l’eau à analyser avec un acide, on obtient une première valeur qui est le TA (titre alcalimétrique) et qui correspond à pH 8,2 (virage de la phénolphtaléïne). À ce stade, on a neutralisé l’ensemble des hydroxydes et des carbonates.

En continuant le dosage, on est amené à un deuxième point de neutralisation à pH 4,4 (virage de l’héliantine). On aura alors dosé la totalité des hydroxydes, carbonates et bicarbonates présents initialement.

Il s'agit de faire attention aux unités utilisées dans les équations, qui s'écrivent différemment suivant que l'on utilise des °f ou des mol/L

Pour les aquariums à poissons d'eau douce, il est important de maintenir la dureté de l'eau dans une certaine plage de valeurs. Cela implique de renouveler chaque semaine une partie de l'eau, l'eau rajoutée devant bien évidemment être d'une dureté bien précise.

La dureté conseillée pour les poissons rouges, poisson d'aquarium le plus populaire, figure ici.

Mesurant des ions différents (calcium, de masse molaire 40 grammes et magnésium, de masse molaire 24 grammes), le ne peut s'exprimer avec l'unité habituellement utilisée en hydrologie, à savoir le milligramme par litre (mg/l) ou l'un de ses multiples. En revanche, il pourrait être exprimé dans l'unité internationale, la mole par kilogramme (mol/kg). Il est toutefois plus habituel d'utiliser le milliéquivalent par litre (méq/l) ou le degré :

• le degré français (°f) — à ne pas confondre avec le degré Fahrenheit (°F) —, correspond à une concentration de 10 milligrammes de carbonate de calcium (CaCO₃) par litre d'eau (c'est-à-dire la concentration en calcaire) ;
• le degré allemand (°GH, pour GesamtHärte) équivaut à 10 mg d'oxyde de calcium (CaO) par litre ;
• le degré américain (°TH, pour Total Hardness) équivaut à 10 milligrammes d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)₂) par litre.

Le titre hydrotimétrique est mesuré par complexométrie, un puissant chélatant — l', que l'on retrouve parfois dans les lessives — formant des complexes avec les cations métalliques. Dans la pratique, tous les métaux divalents, par exemple les ions ferreux, sont susceptibles d'être dosés — ce sont donc des interférants — mais on considère que leur concentration est négligeable par rapport à celles du calcium et du magnésium. On peut également calculer le en additionnant les concentrations de calcium et de magnésium mesurées par d'autres méthodes, par exemple la spectrométrie d'absorption atomique ou bien la chromatographie ionique.

Dureté nulle

Le titre hydrotimétrique d'une eau dépourvue de calcium et de magnésium (par exemple de l'eau distillée ou de la lessive de soude) est nul.

Eaux naturelles

Le titre hydrotimétrique des eaux naturelles augmente souvent avec l'éloignement de la source, l'eau se chargeant en sels minéraux. Les eaux naturelles continentales étant généralement calcaires (bicarbonatées calciques), la valeur de leur est voisine de celle de leur titre alcalimétrique complet ().

Eau de mer

L'eau de mer a un titre hydrotimétrique d'environ 750 degrés français.

Santé humaine

La dureté d'une eau est sans conséquence sur la santé humaine — le calcium et le magnésium sont des constituants majeurs de notre organisme — et une eau demeure potable quel que soit son .

Une eau dure aurait même un effet protecteur vis-à-vis des maladies cardio-vasculaires. A contrario, une eau douce, généralement agressive, peut se révéler nocive du fait de sa capacité à solubiliser les métaux dits lourds, dont beaucoup sont toxiques et engendrent des pathologies sévères telles l'hydrargyrisme (intoxication par le mercure) ou le saturnisme (intoxication par le plomb).

Autres problèmes : tartre, lessive

Une eau dure présente des inconvénients d'ordre domestique en raison de la précipitation du calcaire (carbonate de calcium). On peut éviter la formation de tartre en éliminant le calcium par adoucissement ou osmose inverse.

En outre, le calcaire diminue l'efficacité des détergents. Les doses conseillées sur le mode d'emploi des lessives sont valables pour une eau moyennement dure (environ 15 degré français) et doivent être diminuées (augmentées) si l'on utilise une eau plus douce (dure).