carbone 14 vignetteLe carbone. A la différence de presque tous les éléments du tableau de Mendeleeff, le carbone peut établir des liaisons avec d’autres atomes semblables.
C’est ainsi que sont constitués par exemple les nanotubes de carbone (fullerènes) d’un nanomètre de diamètre (millionième de millimètre).

De Masse Molaire 14 g.mol le carbone est présent dans la nature
– sous forme solide, en poudre : le graphite, en tant que cristal : le diamant,
– selon une structure minérale combinée : carbonates, bicarbonates,
– sous forme gazeuse : le monoxyde de carbone, le gaz carbonique
– sous forme organique, associé principalement à l’oxygène, à l’hydrogène et à l’azote et à d’autres ions tels le chlore, l’iode.

Par exemple le carbone + le seul hydrogène conduit aux hydrocarbures de séries méthaniques, acétyléniques, cycliques aromatiques.
Le carbone + hydrogène + oxygène donnera des hydrates de carbone (des plus simples, sucres, aux plus complexes tels les polysaccharides (les polysaccharides les plus importants comprenant l’amidon, le glycogène, la cellulose.
A noter que le glycogène de structure analogue à celle de l’amidon (C6H10O5)n se trouve dans le sang
Remarque : les polysaccharides sont les principaux constituants des biofilms présents dans les circuits d’eau.

Nous aurons aussi le camphre, les alcools méthyliques, le glycérol, les éthers, les alcools aromatiques, les aldéhydes, les cétones.
Le carbone est présent dans des acides organiques : acides formique, oxaliques, palmitique, stéarique.
Le carbone + hydrogène + azote = amines (méthylamines, diméthylamines, etc.)
Le carbone + hydrogène + chlore = chlorure de méthyle, chloroforme, tétra chlorure de carbone par exemple
Le carbone associé à l’état naturel à l’oxygène, à l’hydrogène et à l’azote conduit à des bactériostatiques tels la pénicilline, la streptomycine, etc.
Le carbone organique est intégré à des composés tels les aminoacides, les protéines (lysozyme, insuline, hémoglobine) les enzymes, les vitamines, les hormones, etc.

Il est présent dans les cellules végétales et animales, les virus, les bactéries, etc.
Enfin il est à base de la photosynthèse pour les organismes autotrophes (fabrication des glucides).

Comment le carbone minéral devient du carbone lié aux composés organiques ?

Les plantes et les algues convertissent le carbone du CO2 de l’atmosphère et de celui dissous dans l’eau en composés organiques (photosynthèse).
Les protéines, l’acide désoxyribonucléique (ADN) se formeront de même.

Le carbone est présent dans l’eau sous diverses formes.

– minérale : bicarbonates, carbonates, acide carbonique (fugitif).
– gazeuse : gaz carbonique, (libre – combiné – semi-combiné), monoxyde de carbone.
– liée aux composés organiques : amines, hydrocarbures, biocides, protéines, humâtes, fulviâtes, essences naturelles, composés de l’acide carboxylique, zoo et phytoplancton.

La teneur en carbone organique indique le degré de pollution organique des eaux et l’importance du risque de formation d’un biofilm.

Compte tenu des désordres imputables aux biofilms, et des inconvénients annexes, beaucoup de disciplines fixent les quantités maxima de carbone organique admissibles dans les eaux qui les concernent.
a-) Industrie électronique = 2 ppb (2 microgrammes / litre)
b-) laboratoires pratiquant la chromatographie liquide HP = 5 ppb
c-) eau pour l’hémodiafiltration hospitalière = 10 ppb
d-) eau d’alimentation des centrales nucléaires = 50 ppb
e-) Chaudières HP (60 bar et +) ) 200 ppb
f-) Aqua ad injectabilia : (Pharmacopée Européenne) = 500 ppb Remarque : Projet de révision à la baisse.
g-) Aqua purificata – Aqua valde purificata – eau pour hémodialyse (Ph.Eur.) = 500 ppb.

Note à propos des eaux de source Européennes captées et embouteillées telles quelles.. De façon naturelle ces eaux ont toutes une teneur en carbone organique inférieure à 100 ppb.
Selon la législation en vigueur la teneur limite en COT (carbone organique total) des eaux de surface destinées à la consommation humaine est de 10 mg. / litre !!!

Raisons pour lesquelles la teneur en COT des eaux doit être réduite.
a-) Industrie électronique : les éléments unicellulaires (bactéries) court-circuitent les microcircuits électroniques.

b-) Analyses par chromatographie liquide HP : le carbone organique interfère sur les résultats et limite la sensibilité des méthodes de dosage.

c-) Pour l’hémodiafiltration : le carbone organique étant un ”marqueur” de la contamination microbiologique des eaux, la réduction très importante de sa teneur dans celles-ci sera un gage de sa pureté au plan bactérien. Les eaux préparées pour l’hémodiafiltration sont injectées dans le circuit sanguin des patients déficients traités par hémodialyse pour compenser leurs pertes de volume sanguin.

d-e-) Pour les productions de vapeur haute et très haute pression : la déstructuration des composés organique libère des acides organiques corrosifs + libération de micro quantités de minéraux tel le phosphore, qui influent sur les valeurs limites tolérables de salinité de ces eaux de chaudière.

f-g-) Pour les eaux destinées aux injectables ou eaux PPI ou encore WfI + eaux purifiées, le carbone organique étant un nutriment des bactéries, il permet leur développement et leur prolifération avec pour conséquence la formation de biofilms dans tous les appareils de traitement de l’eau aux fins de son épuration.
C’est en juillet 1999 qu’enfin la Pharmacopée Européenne à pris en compte la teneur en COT des eaux à usages pharmaceutiques en se préoccupant de cette façon de la qualité microbiologique de ces fluides (en parallèle les teneurs limites en endotoxines et en bactéries ont été édictées).

Remarque très importante.

Le carbone organique est un nutriment des bactéries.
Afin de préserver l’indispensable qualité microbiologique de l’installation de traitement et de production des eaux purifiées de divers grades, pour que ces dernières soient elles-mêmes exemptes de toute contamination bactérienne, et qu’il ne se forme de biofilms inéliminables, il est nécessaire d’ôter les bactéries (et virus hydriques) dès le début de la chaîne de traitement avec des membranes inertes d’ultrafiltration.

Celles-ci sont lavables et désinfectables par rétro filtration automatique, et dotées de pores indéformables de 0,01 µm de diamètre elles assurent l’élimination totale des bactéries, virus, micro particules, micro organismes divers et substances colloïdales.

Elles rendent obsolète la fausse pré désinfection utilisant l’Eau de Javel, non seulement inefficace vis-à-vis de bon nombre d’organismes pathogènes véhiculés par l’eau tels Pseudomonas aeruginosa, Giardia (protozoaire), Hépatite A (virus) pour ne citer que les principaux, mais générant aussi des haloformes toxiques de faible Masse Molaire passant la barrière des membranes semi perméables d’osmose inverse désormais employées pour purifier les eaux.

Des constituants des haloformes ‘passent” en distillation et sont présents dans l’eau destinée aux injectables.

Henry LERAT
Directeur Scientifique
HEINZ BURKHALTER
hbf-france@orange.fr