Dans les écrits anciens grecs et sanskrits (en Inde) datant de l’an 2000 avant J.-C., les méthodes de traitement de l’eau étaient rudimentaires, peu efficaces, mais bien là. Les gens à l’époque savaient que le chauffage de l’eau pouvait purifier l’eau, et ils ont aussi été éduqués à la filtration sur sable et sur gravier, à l’ébullition et à la filtration. La raison principale de la purification de l’eau était d’avoir un meilleur goût d’eau potable, parce que les anciens ne pouvaient pas encore faire la distinction entre l’eau sale et l’eau propre. La turbidité a été la principale force motrice entre les premiers traitements de l’eau. On en savait peu sur les micro-organismes ou les contaminants chimiques.

La longue épopée du traitement de l’eau

Après 1500 av. J.-C., les Égyptiens ont découvert pour la première fois le principe de la coagulation. Ils ont appliqué l’alun chimique pour la décantation des particules en suspension. Des images de cette technique de purification ont été trouvées sur le mur de la tombe d’Aménophis II et Ramsès II. Après 500 av. J.-C., Hippocrate découvrit les pouvoirs curatifs de l’eau. Il inventa la pratique du tamisage de l’eau et obtint le premier filtre à manches, appelé « manchon hippocratique ». Le but principal du sac était de piéger les sédiments qui causaient des mauvaises odeurs ou des goûts désagréables. En 300-200 av. J.-C., Rome construit ses premiers aqueducs. Archimède a inventé sa vis à eau.

Au Moyen Âge, l’approvisionnement en eau n’était plus aussi sophistiqué qu’auparavant. Ces siècles étaient aussi connus sous le nom d’âge des ténèbres, en raison du manque d’innovations et d’expériences scientifiques. Après la chute de l’Empire romain, les forces ennemies détruisirent de nombreux aqueducs, et d’autres ne furent plus utilisés. L’avenir du traitement de l’eau était incertain. Puis l’histoire du traitement de l’eau s’est poursuivie lorsque Sir Francis Bacon a commencé à expérimenter le dessalement de l’eau de mer. Il a essayé d’éliminer les particules de sel au moyen d’une forme simple de filtration sur sable. Cela n’a pas vraiment fonctionné, mais cela a ouvert la voie à d’autres expériences par d’autres scientifiques. L’expérimentation de deux fabricants de lunettes hollandais ayant tenté le grossissement d’objets a conduit à la découverte du microscope dans les années 1670. Ils meulaient et polissaient les verres et obtenaient ainsi un plus grand grossissement. L’invention permet aux scientifiques d’observer de minuscules particules dans l’eau.

Le traitement de l’eau à partir du 18^e siècle

Dans les années 1700, les premiers filtres à eau à usage domestique ont été appliqués. Ils étaient faits de laine, d’éponge et de charbon de bois. En 1800, la première station d’épuration municipale a été construite en Écosse. Le traitement de l’eau était basé sur une filtration lente sur sable, et des chevaux et des charrettes distribuaient l’eau. Environ trois ans plus tard, les premières conduites d’eau ont été installées. Il a été suggéré que chaque personne devrait avoir accès à l’eau potable, mais il faudrait un peu plus de temps avant que cela soit effectivement mis en pratique dans la plupart des pays.

En 1854, on a découvert qu’une épidémie de choléra s’était propagée par l’eau. L’éclosion semblait moins grave dans les régions où des filtres à sable ont été installés. Le scientifique britannique John Snow a découvert que la cause directe de l’épidémie était la contamination des pompes à eau par les eaux usées. Il a appliqué du chlore pour purifier l’eau, ce qui a ouvert la voie à la désinfection de l’eau. Comme l’eau de la pompe avait un goût et une odeur normaux, on a finalement conclu que le bon goût et l’odeur à eux seuls ne garantissent pas une eau potable et saine. Cette découverte a conduit les gouvernements à commencer à installer des filtres à eau municipaux (filtres à sable et chloration), d’où la première réglementation gouvernementale sur l’eau publique. Dans les années 1890, l’Amérique a commencé à construire de grands filtres à sable pour protéger la santé publique. Ils se sont avérées être un succès. La capacité du filtre a été améliorée en le nettoyant à l’aide d’un puissant jet de vapeur. Par la suite, le Dr Fuller a constaté que la filtration rapide sur sable fonctionnait beaucoup mieux lorsqu’elle était précédée de techniques de coagulation et de sédimentation. Entre-temps, des maladies d’origine hydrique comme le choléra et la typhoïde sont devenues de moins en moins courantes à mesure que la chloration de l’eau gagnait du terrain partout dans le monde.

Mais la victoire obtenue par l’invention de la chloration n’a pas duré longtemps. Après un certain temps, les effets négatifs de cet élément ont été découverts. Le chlore s’évapore beaucoup plus rapidement que l’eau, et il était lié à l’aggravation et à la cause des maladies respiratoires. Les experts en eau ont commencé à chercher d’autres désinfectants pour l’eau. En 1902, l’hypochlorite de calcium et le chlorure ferrique ont été mélangés dans un système d’approvisionnement en eau potable en Belgique, ce qui a entraîné la coagulation et la désinfection. En 1906, l’ozone a été utilisé pour la première fois comme désinfectant en France. De plus, les citoyens ont commencé à installer des filtres d’eau domestique et des filtres de douche pour prévenir les effets négatifs du chlore dans l’eau. En 1903, l’adoucissement de l’eau a été inventé comme technique de dessalement de l’eau. Les cations ont été retirés de l’eau en les échangeant par du sodium ou d’autres cations, dans des échangeurs d’ions.

Le traitement de l’eau depuis 1914

Finalement, à partir de 1914, des normes d’eau potable ont été mises en place pour l’approvisionnement en eau potable. Il faudra attendre les années 1940 pour que les normes sur l’eau potable s’appliquent à l’eau potable municipale. Dans les pays développés, le principe général veut désormais que chacun ait droit à l’eau potable. À partir de 1970, les préoccupations de santé publique sont passées des maladies d’origine hydrique causées par des micro-organismes pathogènes à la pollution anthropique de l’eau comme les résidus de pesticides, les boues industrielles et les produits chimiques organiques. Dans les années 1980, le développement de membranes pour l’osmose inverse a été ajouté à la liste. Les évaluations des risques ont été rendues possibles après 1990.

Aujourd’hui, l’expérimentation en matière de traitement de l’eau se concentre principalement sur les sous-produits de désinfection. La formation de trihalométhane (THM) à partir de la désinfection au chlore en est un exemple. Ces composés organiques étaient liés au cancer. Le plomb est également devenu une préoccupation après qu’on a découvert qu’il se corrodait à cause de la corrosion des conduites d’eau. Le pH élevé de l’eau désinfectée a favorisé la corrosion. Aujourd’hui, d’autres matériaux ont remplacé de nombreuses conduites d’eau en plomb.