GENERALITES SUR LE DIOXYDE DE CHLORE Les propriétés désinfectantes du dioxyde de chlore, y compris pour la désinfection de l'eau, furent nettement reconnues dès le début du siècle. Le chlorite de sodium est actuellement le produit de base le plus courant pour l'obtention sur site de dioxyde de chlore à l'échelle de la production en traitement des eaux. Pour la maîtrise de la qualité, des eaux le Dioxyde de Chlore présente des avantages certains - Désinfectant puissant et constant, indépendamment du pH de l'eau dans la zone utile de 5.5 à 10. - Le dioxyde de chlore laisse un résiduel stable possédant un effet inhibiteur de formation de dépôts. Le dioxyde de chlore est à présent confirmé comme moyen de lutte efficace dans la lutte contre les parasites susceptibles d'être transmis par l'eau (Giardia,Cryptosporidium...). Le réactif ne donne pas ou très peu lieu à la formation de produits secondaires organo-halogénés considérés comme toxiques. Appliqué selon les règles de l'art, il ne provoque pas de formation de produits malodorants tels que les chlorophénols et il peut occasionnellement corriger des odeurs préexistantes. Il existe plus de 3000 publications accessibles et relatives à l'utilisation du dioxyde de chlore dans le traitement des eaux et au total plus de 7000, y compris de nombreux brevets sur la chimie générale de ce produit et de ses diverses applications en rapport direct ou indirect avec le traitement des eaux. PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES DU DIOXYDE DE CHLORE   STRUCTURE MOLÉCULAIRE Le dioxyde de chlore est une molécule qui correspond à la valence +4 de l'élément chlore. La molécule contient 19 électrons, donc un nombre impair, il s'agit en somme "d'une molécule radical". La structure de résonance est schématisée comme suit Le dioxyde de chlore absorbe dans le domaine UV avec un maximum à 355-375 nm et unestructure rotationnelle. Cette absorption est directement utile pour des déterminations analytiques. En solution aqueuse, il n'y a pas de dimérisation polymérisation du dioxyde de chlore dans les conditions habituelles d'application.   POTENTIELS NORMAUX D'OXYDORÉDUCTION Potentiels normaux des oxydants apparentés au dioxyde de chlore. (Valeurs en Volt, à 25°C et pH = 0) HCIO + 3 H+ + 4 é = Cl- + 2 H2O 1.57 eV HOC1 + H+ + 2 é = Cl- + 2 H2O 1.49 eV Cl02(g)- + + l é = Cl02 – 1.5 eV Cl03- + 2 H+ + l é = Cl02 + H20 1.15 eV C102 (aq.) + l é = Cl02 – 0.95 eV CIO- + H20 + 2 é = Cl- + 2 0H- 0.90 eV C102 + 2 H20 + 4 é = Cl- + 4 0H- 0.78 eV   DISSOLUTION DU DIOXYDE DE CHLORE DANS L'EAU Le dioxyde de chlore est très soluble dans l'eau.     Tableau Il - Tension de vapeur à l'équilibre du dioxyde de chlore par rapport à des solutions aqueuses saturées en équilibre avec l'air à 1 atm et saturé en eau. DISSOLUTION DÉGAZAGE DU DIOXYDE DE CHLORE EN MILIEU AQUEUX Le dioxyde de chlore étant très soluble dans l'eau, sa dissolution par mise en contact d'une solution aqueuse concentrée avec l'eau à traiter ne pose pas de problème. Il y a seulement lieu d'assurer une distribution homogène par mélange. Le dégazage au départ d'une solution diluée préexistante est un phénomène à prendre en considération pour des questions de sécurité: risque éventuel de toxicité par inhalation. Fig. 93 - Équilibre de dégazage du dioxyde de chlore résiduel (mesures sur site). DISMUTATIONS DU DIOXYDE DE CHLORE EN STOCKAGE TEMPORAIRE Pour des solutions concentrées, il peut y avoir des phénomènes de photolyse et de décomposition thermique facilement évités par le stockage des solutions produites à l’abri de la lumière et en limitant le temps de séjour des solutions dans les bacs tampons dans des locaux dont la température reste inférieure à 50 °C. En pratique, des solutions diluées (< 3 g/L) peuvent être conservées de plusieurs heures à plusieurs jours à une température <_ 25 °C et à l'abri de la lumière (UV). Par contre des solutions concentrées s'altèrent très vite. Il y a donc lieu d'éviter un surdimensionnement des réacteurs.   En conclusion, il est recommandé d'injecter les solutions de dioxyde directement dans l'eau à traiter. En cas de nécessité d'un stockage intermédiaire, aussi bien pour des motifs de sécurité que pour des raisons fonctionnelles, la recommandation est de stocker la solution intermédiaire à une concentration de 0.5 à l g/L, en tout cas inférieures à 3g/L, et pour une durée de maximum 30 min. à une température < 25°C. EFFICACITÉ DU DIOXYDE DE CHLORE EN DÉSINFECTION DES EAUX Le dioxyde de chlore est une molécule-radical non ionisée dans les conditions habituelles du traitement des eaux. En plus de ses capacités d'oxydant, il présente donc une diffusivité plus élevée dans l'eau. Contrairement au chlore, son efficacité bactéricide ne dépend pratiquement pas du pH dans le domaine habituel d'application dans le traitement des eaux. Comme d'autre part, il ne réagit pas avec les ions ammonium, ni les amines sauf tertiaires, son efficacité n'est pas inhibée par la pollution spécifiquement azotée. Il oxyde l'ion nitrite en nitrate et prévient ainsi la nitrification par voie bactérienne dans les réseaux de distribution et les installations intérieures. Le dioxyde oxyde des acides aminés aromatiques essentiels (principalement la cystéine, la tyrosine et le tryptophane)  et peut donc inhiber l'activité enzymatique. La réaction sur la tyrosine est considérée comme une des principales dans l'altération de la capacité d'attachement par le capside dans le cas des virus (Noss, Ch et al., 1986). Il agit aussi directement sur les acides nucléiques en général. Il semble que ce soit le maillon guanosine-monophosphate qui serait le "fusible" dans cette réactivité (Hauchman F.S. et al., 1986). En pratique on observe souvent une mortalité-désactivation sous forme d'une courbe en S; donc une phase de latence initiale de létalité et un étalement en létalité finale. Souvent l'explication avancée est celle d'une consommation rapide du désinfectant par le contenu général des matières de l'eau, et l'épuisement de la concentration en désinfectant dans la phase finale de la durée de l'observation.   Fig. 18 - Courbe de létalité obtenue par le dioxyde de chlore sur une souche de E. coli (selon Cornier S. et al., 1977). Toutes les valeurs de D10 sont exprimées ci-après en L1 x mg x min. et se rapportant à la partie linéaire de la courbe de létalité et dans des eaux pures + tampon phosphate, sauf indication spécifique différente.