L'eau dure dans les villes canadiennes : ses effets sur les chaudières, les refroidisseurs et les tours de refroidissement, et dans quels cas un prétraitement industriel s'avère rentable
Réponse rapide : la qualité de l'eau du réseau municipal canadien varie de très douce (à Victoria, environ 17 mg/L) à très dure (dans certains quartiers de Calgary, plus de 270 mg/L). L'eau dure provoque la formation de tartre dans les chaudières et les tours de refroidissement ; c'est pourquoi les chaudières à vapeur ont besoin d'une eau d'appoint adoucie.
La dureté correspond à la quantité de calcium et de magnésium dissous dans l'eau, exprimée en milligrammes par litre sous forme de carbonate de calcium (mg/L enCaCO₃). Les stations de traitement municipales rendent l'eau potable, mais même une eau qui respecte toutes les normes en matière d'eau potable peut laisser un dépôt de tartre sur les tubes d'une chaudière en l'espace d'une seule saison de chauffage.
Cet article présente les indices de dureté publiés pour chaque ville desservie par Pace, explique les effets de cette dureté sur les équipements de chauffage et de climatisation, et précise dans quels cas l'installation d'un adoucisseur, d'un système d'osmose inverse ou d'un système de filtration à usage professionnel est rentable.
Quelle est la dureté de l'eau dans les villes canadiennes ?
Les chiffres ci-dessous sont tirés du dernier rapport public sur la qualité de l'eau publié par chaque service des eaux. La classification suit les fourchettes indiquées par Santé Canada dans ses directives opérationnelles: eau douce en dessous de 60 mg/L, modérément dure entre 60 et 120, dure entre 120 et 180, et très dure au-delà de 180.
| Ville | Source d'eau | Dureté (mg/L enCaCO₃) | Classification |
|---|---|---|---|
| Vancouver | Les réservoirs de Capilano, Seymour et Coquitlam | Environ 20 (traités, 2025) | Doux |
| Victoria | Réservoir du lac Sooke | 17 (médiane) | Doux |
| Calgary | La rivière Bow (centrale de Bearspaw) et la rivière Elbow (centrale de Glenmore) | 141 à 274 (2025, varie selon les usines et les saisons) | Difficile à très difficile |
| Edmonton | Rivière Saskatchewan Nord | Environ 175 (2025) | Difficile |
| Regina | Lac Buffalo Pound | 208 (2024) | Très difficile |
| Saskatoon | Rivière Saskatchewan du Sud | Environ 160 (après le ramollissement à la chaux en usine) | Difficile |
| Winnipeg | Lac Shoal | Environ 80 (moyenne de 2024) | Modérément dur |
| Toronto | Lac Ontario | 119 (moyenne pour 2025) | Modérément dur |
| Montréal | le fleuve Saint-Laurent | Environ 116 (usines d'Atwater et de Charles-J.-Des Baillets) | Modérément dur |
Sources : Rapport annuel 2025 sur la qualité de l'eau de Metro Vancouver ; District régional de la capitale ; données 2025 sur la qualité de l'eau de la ville de Calgary ; rapport mensuel d'EPCOR Edmonton, janvier 2025 ; rapport 2024 sur la qualité de l'eau potable de la ville de Regina ; ville de Saskatoon ; résultats 2024 relatifs à l'eau traitée de la ville de Winnipeg ; résumé de l'analyse de l'eau potable 2025 de la ville de Toronto ; Ville de Montréal.
Deux mises en garde s’appliquent à tout tableau de ce type. Premièrement, la dureté varie au fil des saisons. L’usine de Glenmore, à Calgary, a enregistré des valeurs comprises entre 208 et 274 mg/L au premier trimestre 2025 et entre 191 et 216 mg/L au troisième trimestre, car le ruissellement printanier dilue les cours d’eau. Deuxièmement, un bâtiment alimenté par un puits privé, ou par un réseau municipal plus modeste situé en dehors de ces villes, peut présenter une eau bien plus dure. Au Canada, certaines eaux de puits dépassent les 700 mg/L. Le seul chiffre fiable pour un bâtiment donné est celui issu d’une analyse de sa propre eau d’appoint.
Quels sont les effets de l'eau dure sur une chaudière, un refroidisseur ou une tour de refroidissement ?
Le carbonate de calcium devient moins soluble à mesure que l'eau se réchauffe. C'est le contraire de ce qui se passe pour la plupart des minéraux, ce qui signifie que le tartre se forme en premier lieu sur les surfaces les plus chaudes d'un bâtiment : les tubes de chaudière, les plaques d'échangeurs thermiques et les résistances des chauffe-eau. Chaque équipement gère ce problème à sa manière.
Chaudières à vapeur
Une chaudière à vapeur fait évaporer l'eau, laissant les minéraux derrière elle. Chaque litre d’eau d’appoint apporte toute sa charge de calcium et de magnésium à la chaudière, et la concentration augmente jusqu’à ce que la purge vienne l’éliminer. À Regina, une centrale à vapeur dépourvue d’adoucisseur ajouterait environ 208 mg de dureté à la chaudière pour chaque litre d’eau d’appoint. Le tartre qui se forme isole les tubes, ce qui oblige le brûleur à fonctionner plus longtemps pour obtenir le même débit de vapeur, et le métal sous le tartre atteint des températures supérieures à celles pour lesquelles il a été conçu.
Tours de refroidissement et groupes frigorifiques
Une tour de refroidissement refroidit l'eau en en évaporant une partie. L'évaporation élimine l'eau pure et laisse les minéraux dans le bassin, de sorte que l'eau en circulation devient plusieurs fois plus dure que l'eau d'appoint. Ce rapport est appelé « cycles de concentration ». Avec quatre cycles, l’eau d’appoint d’Edmonton, à 175 mg/L, atteint environ 700 mg/L dans la tour. Cette eau traverse le condenseur du refroidisseur, et le tartre qui se forme sur les tubes du condenseur augmente la pression de condensation du fluide frigorigène, ce qui oblige le compresseur à fournir un effort supplémentaire.
Systèmes de chauffage et d'eau glacée en circuit fermé
Un système en circuit fermé permet de faire recirculer l’eau avec un appoint de routine minimal et ne concentre pas les minéraux dissous par évaporation, contrairement à une tour de refroidissement. Le risque de formation de tartre dépend de la qualité de l’eau d’appoint, de la température de fonctionnement et des conditions du système, tandis que la corrosion constitue souvent un problème plus préoccupant. Des appoints fréquents indiquent une perte d’eau qui doit faire l’objet d’une analyse. L’eau d’appoint introduit de l’oxygène dissous et dilue l’inhibiteur de corrosion, ce qui accroît la nécessité d’une surveillance et d’un ajustement du traitement.
L'eau douce pose un problème qui lui est propre
L'eau de Vancouver et de Victoria ne contient pratiquement ni calcium ni magnésium. Elle forme très peu de tartre, mais elle est plus agressive envers le cuivre et l'acier, car elle ne dépose pas ce mince film minéral que l'eau plus dure laisse sur les parois des canalisations. C'est pour cette raison que Metro Vancouver ajuste le pH et l'alcalinité dans ses stations de traitement afin de réduire la corrosion. Les bâtiments alimentés en eau douce ont tout de même besoin d'un programme de traitement. Ce programme met davantage l'accent sur les inhibiteurs de corrosion et moins sur les inhibiteurs de tartre.
Quel niveau de dureté de l'eau provoque la formation de tartre dans les chaudières et les tours de refroidissement industrielles ?
Il n'existe pas de valeur de dureté unique permettant de déterminer le moment où l'entartrage commence. La formation d'entartrage dépend à la fois de la dureté, de l'alcalinité, du pH et de la température de l'eau, ainsi que du nombre de fois où le système la concentre. Les programmes de traitement utilisent des indices de saturation, tels que les indices de Langelier et de Ryznar, pour prédire l'entartrage à partir de l'ensemble de ces valeurs.
Concrètement, la réponse varie selon l'équipement :
- Chaudières à vapeur : dans toutes les villes du tableau ci-dessus, l'eau d'appoint est adoucie jusqu'à une dureté aussi proche que possible de zéro, dans la mesure où l'équipement le permet. Même l'eau de Toronto et de Montréal, dont la dureté est d'environ 120 mg/L, provoque la formation d'entartrage dans une chaudière à vapeur alimentée sans adoucissement préalable.
- Tours de refroidissement : le programme de traitement fixe un nombre maximal de cycles en fonction de la qualité de l'eau d'appoint. Une eau d'appoint plus dure implique moins de cycles, davantage de purge et une utilisation accrue de produits chimiques. Une tour de Calgary peut fonctionner avec trois cycles avec une eau d'appoint non traitée, alors qu'une tour de Vancouver en nécessite huit, voire plus.
- Chauffe-eau sanitaires : dans les villes où l'eau est calcaire, le tartre se dépose sur les éléments chauffants et à l'intérieur des réservoirs, et ce phénomène s'accélère lorsque la température de stockage est élevée. Parmi les solutions de traitement, on peut citer l'adoucissement et l'utilisation de produits filmogènes tels que le Parafos®.
Quelle est la consommation d'énergie liée au tartre dans une chaudière ou un groupe frigorifique ?
La fiche technique n° 7 du ministère américain de l’Énergie ( Steam Tip Sheet #7 ) estime que le gaspillage de combustible dû au tartre s’élève à environ 2 % dans les chaudières à tubes d’eau et peut atteindre 5 % dans les chaudières à tubes de fumée. Son tableau indique qu’un tartre de composition ordinaire, d’une épaisseur de 1/32e de pouce, entraîne une perte de combustible d’environ 2 %, tandis qu’un tartre plus épais ou riche en fer entraîne des pertes plus importantes. Pour une centrale de chaudières consommant 150 000 dollars de gaz naturel par an, 2 % correspondent à 3 000 dollars et 5 % à 7 500 dollars, chaque année où le tartre reste en place.
Les pertes des groupes frigorifiques obéissent au même principe. Le tartre qui se dépose sur les tubes du condenseur augmente la température à laquelle le fluide frigorigène se condense, et chaque degré supplémentaire entraîne une augmentation de la consommation d'énergie du compresseur. L'ampleur de cette perte dépend du groupe frigorifique, de sa charge et de l'épaisseur du tartre. Notre article consacré à la manière dont le traitement de l'eau permet de réduire les coûts énergétiques aborde cet aspect de manière plus détaillée.
Un immeuble commercial a-t-il besoin d'un adoucisseur d'eau ou d'un système d'osmose inverse ?
Cela dépend des systèmes alimentés par cette eau et de la quantité d'eau qu'ils consomment. Chaque technologie de prétraitement élimine des éléments différents :
| Équipement | Ce qu'il supprime | Utilisation commerciale courante |
|---|---|---|
| Adoucisseur d'eau par échange d'ions | Calcium et magnésium, échangés contre du sodium. Ne réduit ni la teneur totale en solides dissous ni l'alcalinité. | Alimentation des chaudières à vapeur, alimentation des tours de refroidissement à l'aide d'un mélange contrôlé d'eau adoucie et d'eau non adoucie lorsque la dureté de l'eau le justifie, humidificateurs et cuisines professionnelles |
| Osmose inverse (RO) | La plupart des solides dissous, notamment la dureté, l'alcalinité, la silice et le sodium | Installations de vapeur à forte production, eau de process, humidification, laboratoires |
| Filtration multimédia ou sur sable | Matières en suspension et turbidité | Filtration du flux secondaire de la tour de refroidissement, en amont des adoucisseurs et de l'osmose inverse |
| Filtration au charbon actif | Chlore et chloramine, certaines substances organiques | En amont de l'osmose inverse, pour protéger les membranes |
Un adoucisseur constitue la première étape standard pour toute chaudière à vapeur et suffit souvent à lui seul pour une installation de chauffage bénéficiant d’un bon retour de condensat. L’osmose inverse (RO) trouve toute son utilité lorsque l’eau adoucie continue de limiter les performances du système. Dans une chaudière à vapeur, une alcalinité élevée dans l’eau d’appoint adoucie se décompose en dioxyde de carbone, ce qui provoque la corrosion des conduites de condensat ; l’osmose inverse élimine la majeure partie de cette alcalinité à la source. Dans une tour de refroidissement, la silice ou la teneur totale en solides dissous peuvent limiter la durée des cycles, même lorsque la dureté est maîtrisée. Pour rester performants, les systèmes d’osmose inverse (RO) nécessitent un adoucissement ou l’ajout d’un antitartre en amont des membranes, ainsi qu’un nettoyage régulier.
Les adoucisseurs existants méritent également qu'on s'y intéresse. La résine s'use, et de nombreux appareils anciens ont été dimensionnés pour des charges qui n'existent plus aujourd'hui. Notre article consacré à l'amélioration du rendement des adoucisseurs d'eau professionnels explique comment procéder au remplacement de la résine et de la cuve afin de réduire la consommation de sel et d'eau.
Dans quels cas le prétraitement industriel est-il rentable ?
Le prétraitement est particulièrement rentable lorsque le bâtiment consomme beaucoup d'eau d'appoint et que celle-ci est dure. Quatre facteurs sont déterminants :
- Volume de compensation. Une centrale à vapeur qui ne récupère que peu de condensat, ou une grande tour de refroidissement, consomme bien plus d'eau qu'une centrale thermique assurant une récupération totale du condensat.
- Dureté et alcalinité. L'eau de Regina et de Calgary contient près de deux fois plus de minéraux que celle de Toronto.
- Tarifs de l'eau, des eaux usées et du combustible. La purge entraîne des coûts liés à l'eau et aux eaux usées, le cas échéant. Dans une chaudière à vapeur, elle entraîne également le rejet d'eau très chaude, ce qui entraîne une perte de la chaleur fournie par le combustible, à moins que cette chaleur ne soit récupérée.
- Coût des équipements et temps d'arrêt. Le remplacement des tubes d'une chaudière ou du condenseur d'un refroidisseur coûte bien plus cher que n'importe quel système de prétraitement, et l'arrêt de production engendre souvent des coûts encore plus élevés.
La purge d'une tour de refroidissement illustre ce principe. En supposant que la dérive et les autres pertes d'eau soient négligeables, le volume d'eau d'appoint est égal à l'évaporation multipliée par C ÷ (C − 1), où C correspond au nombre de cycles de concentration. Une tour qui évapore 10 000 m³ par saison nécessite 15 000 m³ d’eau d’appoint à trois cycles et 12 500 m³ à cinq cycles. La purge passe de 5 000 m³ à 2 500 m³, soit une réduction de 50 % de la purge et une réduction de 2 500 m³ de l’eau d’appoint de la tour.
Lorsque la dureté constitue le facteur limitant, le mélange d’eau d’appoint adoucie et non adoucie peut permettre d’augmenter le nombre de cycles. L’osmose inverse (RO) peut également contribuer à augmenter le nombre de cycles en réduisant la teneur en minéraux dissous. Pour déterminer l’objectif réalisable, il est nécessaire de procéder à une analyse complète de l’eau et d’examiner les conditions d’exploitation, notamment la teneur en silice, l’alcalinité, la corrosion et les limites de traitement. Les économies financières dépendent des tarifs locaux de l’eau et de l’assainissement, ainsi que de toute réduction des pertes en produits chimiques. Les économies nettes d’eau sur site doivent également tenir compte de l’eau de régénération de l’adoucisseur ou des rejets d’osmose inverse.
Quelles sont les différences d'une région à l'autre ?
- Les Prairies (Calgary, Edmonton, Regina, Saskatoon) : c'est là que l'eau municipale est la plus dure parmi celles desservies par Pace. L'adoucissement est la norme pour les chaudières à vapeur, et les tours de refroidissement fonctionnent souvent à faible régime sans ce traitement. Les longues saisons de chauffage sollicitent les chaudières pendant la majeure partie de l'année.
- Ontario et Québec (Toronto, Montréal) : dureté modérée et stable tout au long de l'année. Les chaudières à vapeur nécessitent toujours un adoucissement, et les tours de refroidissement peuvent généralement fonctionner à des cycles modérés grâce à un bon programme de traitement anti-tartre.
- Manitoba (Winnipeg) : dureté modérée, d'environ 80 mg/L, ce qui ralentit la formation de tartre. La gestion de la corrosion et de l'oxygène revêt une importance accrue dans les chaudières.
- Côte Ouest (Vancouver, Victoria) : eau douce ne présentant pratiquement aucun risque d'entartrage. La protection contre la corrosion est prioritaire, et les tours de refroidissement peuvent fonctionner à des cadences élevées.
Foire aux questions
Qu'est-ce que le prétraitement dans le domaine du traitement de l'eau à usage industriel ?
Le prétraitement désigne tout processus visant à traiter l'eau avant son entrée dans une chaudière, une tour de refroidissement ou un circuit de production. Il comprend la filtration visant à éliminer les matières en suspension, l'adoucissement visant à réduire la dureté, la filtration sur charbon actif visant à éliminer le chlore, ainsi que l'osmose inverse visant à éliminer la plupart des solides dissous. Le prétraitement permet de réduire la charge pesant sur le programme de traitement chimique au sein du système.
L'eau de Calgary est-elle plus dure que celle d'Edmonton ?
En général, oui. En 2025, la ville de Calgary a fait état d’une dureté comprise entre 141 et 274 mg/L exprimée en CaCO₃, selon la station de traitement et la saison, l’approvisionnement provenant de la rivière Elbow vers le sud de Calgary se situant dans la fourchette supérieure. EPCOR a indiqué une dureté totale d’environ 175 mg/L à Edmonton en janvier 2025. Ces deux villes sont classées comme ayant une eau dure.
Un système de chauffage en circuit fermé nécessite-t-il de l'eau adoucie ?
En général, non. Un circuit fermé n'est rempli qu'une seule fois ; le tartre qu'il peut former provient donc uniquement des minéraux présents dans l'eau de remplissage. Certaines installations remplissent les nouveaux circuits avec de l'eau adoucie par mesure de précaution. Un circuit nécessitant des appoints réguliers d'eau présente une fuite qu'il convient de détecter, car chaque appoint augmente la dureté de l'eau et apporte de l'oxygène.
Est-ce que le fait d'avoir de l'eau douce signifie qu'un immeuble n'a pas besoin d'un système de traitement de l'eau ?
Pas nécessairement. Un circuit fermé correctement entretenu nécessite peu d'appoint et ne provoque pas de concentration des minéraux due à l'évaporation. La nécessité d'utiliser de l'eau d'appoint adoucie ou traitée d'une autre manière dépend de la qualité de l'eau, de la température de fonctionnement et des exigences du fabricant de l'équipement. Des apports fréquents indiquent une perte d'eau qu'il convient d'examiner, car l'eau d'appoint introduit de l'oxygène et dilue l'inhibiteur de corrosion.
Comment puis-je déterminer la dureté de l'eau de mon immeuble ?
Votre service municipal des eaux publie un rapport annuel sur la qualité de l'eau qui indique les taux de dureté. La dureté pouvant varier selon les saisons et les stations de traitement, les données les plus fiables sont celles issues d'analyses de l'eau d'appoint de votre bâtiment. Pace peut analyser votre eau d'appoint dans le cadre d'une évaluation de votre programme.
Les équipes régionales de Pace analysent l'eau d'appoint et conçoivent des solutions de prétraitement adaptées aux conditions locales, allant des adoucisseurs et de l'osmose inverse (RO) à la filtration. Découvrez nos programmes de prétraitement ou contactez votre représentant régional Pace pour prendre rendez-vous afin de faire analyser votre eau d'appoint.
