Eau dure
Une eau dure contient une concentration relativement élevée de cations divalents dissous, principalement calcium et magnésium. La qualification repose sur une mesure de dureté et sur une grille de classement ; elle ne signifie pas que l’eau est nécessairement alcaline, très saline, potable ou adaptée à toutes les espèces. Deux eaux classées « dures » peuvent présenter des compositions ioniques et des effets biologiques différents.
Composition et mesure
La dureté provient principalement des ions calcium et magnésium, auxquels peuvent s’ajouter d’autres cations multivalents en moindre proportion. Elle est généralement exprimée en milligrammes par litre d’équivalent carbonate de calcium (mg/L CaCO₃), en millimoles de charge par litre ou par un titre hydrotimétrique. L’expression en équivalent CaCO₃ permet d’additionner des espèces chimiques différentes sur une base commune.
La dissolution d’un calcaire ou d’une dolomie en présence de dioxyde de carbone enrichit souvent l’eau en calcium, magnésium et hydrogénocarbonates. Le gypse, certaines eaux souterraines ou des apports anthropiques peuvent aussi accroître la dureté. La fraction carbonatée est historiquement appelée dureté temporaire, car le chauffage favorise la précipitation de carbonates ; la fraction non carbonatée est associée notamment aux chlorures, sulfates ou nitrates.
Effets chimiques et biologiques
Calcium et magnésium participent aux équilibres ioniques des organismes. Chez les poissons, le calcium de l’eau intervient dans les échanges branchiaux, la perméabilité des surfaces et la minéralisation. La dureté peut aussi réduire la biodisponibilité et la toxicité de certains métaux en modifiant leur spéciation ou leur compétition avec les sites biologiques. Ces effets dépendent toutefois de l’espèce, du stade, du pH et de la composition complète de l’eau.
Une eau dure favorise l’entartrage lorsque les équilibres carbonatés conduisent à la précipitation de carbonate de calcium. Les dépôts sur chauffages, conduites ou échangeurs relèvent à la fois de la dureté, de l’alcalinité, du pH, de la température et du dioxyde de carbone ; la dureté seule ne prédit pas toute la tendance à précipiter.
Dureté, salinité et adoucissement
Une eau douce au sens hydrologique peut être dure : « douce » y signifie peu salée, alors que « dure » décrit principalement sa teneur en calcium et magnésium. À l’inverse, une eau pauvre en ces deux ions peut conserver une salinité ou une conductivité élevées si elle contient d’autres sels. Les deux adjectifs ne forment donc pas toujours une opposition.
Un adoucisseur échangeur d’ions diminue la dureté en remplaçant notamment calcium et magnésium par du sodium. Cette opération ne retire pas nécessairement la quantité totale de sels dissous et ne correspond pas à une désalinisation. Pour un usage aquacole, la composition après traitement importe autant que la baisse de la dureté.
Interprétation en milieu aquatique
Le pH, l’alcalinité, la salinité et la dureté décrivent des propriétés différentes. Une eau dure n’a pas obligatoirement un pH supérieur à 7, et deux eaux de même dureté totale peuvent avoir des proportions ioniques distinctes. Les catégories « douce », « moyennement dure », « dure » ou « très dure » changent selon le référentiel ; une valeur chiffrée accompagnée de son unité reste plus informative.