La science de l’eau propre

Direction de la science, de la technologie et de l'industrie

Les polluants microbiens de l’eau sont à l’origine de nombreux problèmes sanitaires et économiques dans le monde. Des méthodes scientifiques sont mises au point pour détecter des agents pathogènes et purifier l’eau en dépit de la difficulté de cette tâche.

Les agents pathogènes présents dans l’eau provoquent des maladies. Ils deviennent un danger international croissant, sans parler de la charge économique qu’ils représentent à l’échelle mondiale. Ces agents peuvent tuer ; les morts pouvant être évités sont dans l’immense majorité des enfants de moins de cinq ans, en particulier dans les pays développés.Aucun pays n’est à l’abri. Même dans les pays membres de l’OCDE, le nombre des épidémies signalées au cours de la dernière décennie montre que la transmission de ces agents pathogènes par l’eau potable demeure un problème important et que, en dépit des progrès substantiels réalisés ces dernières années, l’accès à une eau potable sûre reste un problème de santé publique majeur.En 1993, une importante épidémie de gastro-entérite provoquée par le Cryptosporidium, un parasite généralement véhiculé par le bétail, s’est produite à Milwaukee, la plus grande ville de l’État du Wisconsin aux États-Unis. Quelque 400 000 habitants ont été touchés, dont plus de 60 sont morts. Le coût de cette épidémie a dépassé US$54 millions.L’eau à l’origine de cette épidémie était conforme aux directives relatives aux indicateurs classiques de contamination microbienne. Cette épidémie a révélé la vulnérabilité du réseau de distribution d’eau américain. Pour les pays de l’OCDE, l’épidémie de Milwaukee a mis en évidence la gravité des maladies d’origine hydrique.L’agent incriminé dans de plus récentes épidémies était le E. coli O157:H7. Durant le printemps 2000, une de ces épidémies a frappé, à Walkerton dans l’Ontario (Canada), plus de 2 300 personnes, tuant six d’entre elles.Le nombre des épidémies signalées au cours des 10 dernières années montre que la transmission des agents pathogènes par l’eau potable demeure un problème important, et cela malgré des progrès considérables réalisés ces dernières années. L’accès à l’eau potable sûre demeure un enjeu majeur de santé publique.Les causes de ces épidémies sont probablement diverses : le rejet de plus grands volumes d’eaux usées, le vieillissement des infrastructures de traitement de l’eau, l’inadéquation du traitement et l’apparition croissante, ou peut-être la détection plus fréquente, d’organismes résistants aux techniques classiques de désinfection.La contamination des réseaux de distribution de l’eau peut être due aux problèmes d’intercommunication et de siphonage, à la corrosion ou à la construction et à la réparation des réseaux de distribution. Les épidémies d’origine hydrique peuvent également être causées par la contamination des nappes phréatiques.C’est probablement ce qui s’est produit en Suède de 1980 à 1999, période pendant laquelle 116 épidémies ont frappé quelque 58 000 personnes. Un organisme, le Campylobacter, a été détecté, mais 70 % environ des épidémies étaient dues à des agents inconnus provoquant des gastro-entérites aiguës. Entre 1991 et 2000, 41 épidémies ont été signalées au Royaume- Uni, touchant plus de 3 768 personnes. La plupart de ces épidémies ont été provoquées par le Campylobacter et le Cryptosporidium, un pathogène nouveau contre lequel luttent beaucoup de réseaux de distribution d’eau.Ces cas montrent à quel point il est urgent de procéder à un examen de l’efficacité et de la fiabilité des méthodes, des démarches de gestion et des technologies permettant de garantir la sécurité microbiologique de l’eau potable.La qualité microbienne de l’eau potable est évaluée essentiellement à l’aide de techniques de culture. Celles-ci ne permettent pas de détecter des agents pathogènes spécifiques mais s’appuient sur la surveillance de bactéries indicatrices, comme les coliformes et les entérocoques, qui révèlent la présence d’agents pathogènes microbiens d’origine fécale. L’utilisation des bactéries comme indicateurs a permis d’éviter la propagation du choléra et de la fièvre typhoïde, et de se protéger contre des bactéries pathogènes, comme la salmonelle et la shigella. En revanche, cette technique n’est pas assez fiable pour déceler la contamination par des virus et des protozoaires.Précisons, en outre, que les moyens traditionnels d’analyse de la qualité microbienne de l’eau ont été mis au point à l’origine pour des eaux naturelles et conviennent moins pour la surveillance d’eau désinfectée. Ils étaient surtout utilisés pour tester l’eau potable au robinet ; or, ce test du produit final arrive trop tard.Démarche systémique L’Organisation mondiale de la santé et l’OCDE ont rédigé un document d’orientation de base destiné à être utilisé pour prendre des décisions de gestion du risque à chacun des points du système. Ce document donne des conseils sur le choix de techniques et de paramètres divers permettant de satisfaire des besoins d’information spécifiques et de contribuer à l’instauration de pratiques sûres dans l’ensemble du réseau de distribution d’eau : protection et évaluation du captage, analyse de la qualité de l’eau à la source et de l’efficacité du traitement, et surveillance de la qualité de l’eau potable à la sortie de la station de traitement et tout au long du réseau de distribution. Il s’agit en fait d’une démarche systémique destinée à améliorer la qualité de l’eau potable.L’objectif est de maîtriser chaque étape du traitement afin d’empêcher les contaminants de parvenir jusqu’aux consommateurs. Les risques tolérables, la qualité de l’eau recherchée, le niveau de la santé publique et la formation font aussi l’objet d’une réflexion. Ainsi, la gestion du risque ne peut plus être le seul fait d’un organisme ou d’une entité ; les pouvoirs publics nationaux, régionaux et locaux, les services des eaux, les compagnies des eaux et les autorités responsables de la santé publique jouent tous un rôle. Cette vaste participation pose de véritables problèmes de coordination et complique la production de données utiles et compatibles étant donné que chacun des acteurs a des responsabilités et des besoins d’informations spécifiques.Mais l’amélioration des réseaux ne suffit pas. Il faut également améliorer les techniques de détection. C’est là qu’intervient la science. Les méthodes moléculaires nouvelles devraient apporter une contribution importante en augmentant les chances de détecter un organisme pathogène dans une source d’eau potable incriminée, en particulier dans le cas de virus pour lesquels il n’existe pas de méthode rapide ou facile de culture : rotavirus, astrovirus, calicivirus et virus de l’hépatite A.Les méthodes classiques de détection des virus s’appuient sur la culture de tissus et peuvent prendre plusieurs semaines. Grâce aux progrès rapides réalisés par la recherche en biotechnologie ces dernières années, on dispose à présent d’un vaste éventail de nouveaux outils génétiques (basés sur l’acide nucléique) et immunologiques, certaines techniques moléculaires paraissant particulièrement prometteuses. Ils peuvent offrir des moyens plus rapides, plus sensibles et plus spécifiques de détecter des micro-organismes. Ainsi, le génotypage, ou caractérisation moléculaire, est un nouvel outil puissant permettant de déceler la source de contamination microbienne. Celui-ci est déjà régulièrement utilisé pour détecter le Cryptosporidium dans certains pays de l’OCDE. À un horizon plus lointain, citons les biocapteurs et les biopuces.Les progrès réalisés dans le domaine des semi-conducteurs et des ordinateurs devraient permettre à la prochaine génération de capteurs microbiens d’être petits, rapides et faciles à utiliser. L’avenir nous promet donc de nouveaux indicateurs capables de détecter des organismes pathogènes existants et nouveaux.Amélioration des donnéesÀ l’heure actuelle, les données des compagnies des eaux sont exhaustives et complexes mais sous-utilisées, en particulier par les acteurs de la santé publique. Les données épidémiologiques, en revanche, sont relativement hétérogènes et a posteriori offrent des possibilités limitées de détection des risques.Dans l’idéal, une collectivité tirerait un plus grand avantage d’un système intégré de données sanitaires et de techniques accessibles. En outre, celui-ci pourrait renforcer la gestion du risque de l’eau.EPISYS, un système expérimental actuellement utilisé dans le nord-est de l’Angleterre dans le cadre d’une collaboration entre le secteur de la santé et une compagnie des eaux, pourrait servir de modèle. Ce projet utilise des données techniques et des résultats médicaux pour tenter d’obtenir en temps réel des données sanitaires géographiquement corrélées. Le système, basé sur les personnes ou les symptômes, est sensible et rapide et permet une réaction rapide au niveau de la collectivité.Jusqu’à présent ce système a permis de détecter des épisodes classiques (salmonelle chez des écoliers), des maladies qui ne sont pas à déclaration obligatoire (épidémies virales locales) et des épisodes pour lesquels on ne dispose pas de données par ailleurs (maladies virales, données de sources multiples).Comme toujours, des ressources sont indispensables pour accroître l’utilité et l’applicabilité générale des nouvelles technologies actuellement en cours d’élaboration. De nombreux défis restent à relever avant qu’une eau potable sûre soit accessible à tous. Les pénuries d’eau se produisent dans des régions aussi diverses que l’Italie et la Malaisie. D’ici 2025 elles risquent de toucher le chiffre considérable de 3 milliards d’habitants. En conséquence, une grande partie de l’humanité aujourd’hui se voit de plus en plus fréquemment contrainte d’utiliser les eaux de surface – l’eau prélevée dans des rivières polluées, des canaux d’irrigation, des étangs et des lacs – et de réutiliser les eaux usées. Il faudra de gros efforts de la part des secteurs public et privé et d’importants investissements pour parvenir à des stratégies durables. C’est à ce prix seulement que l’on pourra obtenir une eau potable sûre. 


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