thumb|upright=1|Adoucisseur d'eau et tuyauterie associée
L'adoucissement de l'eau est un procédé de traitement initialement destiné à réduire la dureté de l'eau due à la présence d'ions de métaux alcalino-terreux, calcium et magnésium.
Cette opération entre parfois dans le cadre de l'épuration physico-chimique de l'eau où elle peut accompagner d’autres modalités de traitement de l'eau (filtration, désinfection, dénitrification, élimination des pesticides) en vue de sa distribution comme eau potable ou pour des usages techniques nécessitant une eau déminéralisée.
D'autres techniques de traitement de l'eau existent actuellement sur le marché, comme les décalcarisateurs avec injection de permettant de transformer le carbonate en hydrogénocarbonate (bicarbonate) et d'empêcher ainsi sa précipitation. L'eau ainsi traitée est sous-saturée vis-à-vis de CaCO3 (indice de saturation < 0) et donc agressive, permettant même la dissolution de dépôts de calcaire existants.
Des appareils adoucisseurs "magnétiques" et des adoucisseurs émettant des "fréquences micro-ondes" sont disponibles dans le commerce depuis longtemps mais leur efficacité n'est pas démontrée. Le principe de fonctionnement physico-chimique de ces appareils n'est pas compris et ils sont sujets à controverses. La décalcarisation supposée obtenue par ces appareils ne repose pas sur une diminution du titre hydrotimétrique (TH) lui-même mais permettrait de lutter contre ses désagréments.
Histoire et développement des usages domestiques Les procédés d'adoucissement de l'eau par échange d'ions se développent au cours du , d'abord pour des usages industriels puis pour des applications domestiques. La diffusion d'appareils destinés aux habitations s'inscrit dans l'essor du traitement de l'eau à domicile, notamment dans les régions où l'eau présente une forte dureté.
Aux États-Unis, Culligan, entreprise fondée en 1936 par Emmett Culligan, s'est développée dans le domaine du traitement de l'eau, notamment autour des équipements d'adoucissement destinés aux particuliers.
Mesure de la dureté de l'eau La dureté de l'eau ou titre hydrotimétrique (TH) s'exprime en degrés français (°fH) ou en ppm, et mesure la quantité de calcium et de magnésium exprimée en concentration de carbonates de calcium et de magnésium. Il ne faut pas la confondre avec le pH qui est le potentiel hydrogène qui mesure l’acidité ou la basicité d'un liquide. La dureté de l'eau varie d'une ville à l'autre selon les points de captage pour la production d'eau potable. Un degré français correspond à de calcaire représentant () de calcium, soit de Ca2+, ou encore () de magnésium.
L'eau est dite « douce » en dessous de et « dure » ou « chargée » au-delà de (voir la plage de valeurs du titre hydrotimétrique).
Les normes NF proposaient un réglage entre en TH résiduel. Aujourd'hui les normes CE n'imposent aucun réglage. Les professionnels de l'adoucissement recommandent un réglage entre et . Il est par ailleurs déconseillé (pour l'usage domestique) de descendre à , bien que dans certaines régions, comme le Massif central, l'eau soit naturellement très douce (avoisinant ). L'eau adoucie n'est pas une eau naturellement douce.
Enjeux, intérêt et limites Les eaux calcaires, à la différence d'autres eaux très minéralisées, ne sont pas toxiques : la consommation d'eau potable dure n'est donc pas nocive..
L'adoucissement n'a donc pas d’intérêt pour la santé, mais se justifie pour d'autres raisons. Les eaux dures posent des problèmes de biofilms, de colmatage de conduites d'eau, tuyauteries et matériels domestiques (chaudières, machines à laver, fers à repasser) et lavent un peu moins bien les textiles (car moussant moins).
À l'inverse, une eau trop déminéralisée peut poser des problèmes toxicologiques et écotoxiques induits par la solubilisation de métaux toxiques (par exemple en présence de tuyauteries anciennes en plomb ou de soudures contenant du plomb source de saturnisme) et de corrosion accélérée de certains tuyaux ou contenants.
La présence dans l'eau de certains adjuvants (même à faible dose) peut inhiber certains procédés d'épuration physico-chimiques de traitement et d'épuration d'eaux, dont la décarbonatation (pour le cas d'adjuvants lessiviels par exemple)AS Peisajovich, Étude de l'influence d'adjuvants lessiviels sur quelques procédés physico-chimiques de traitement et d'épuration d'eaux, 1993, sur cat.inist.fr (Notice Inist-CNRS).
Les adoucisseurs courants (à sel) peuvent dégrader la qualité bactériologique des eaux. Une étude du laboratoire cantonal de Thurgovie (Suisse) a examiné d’adoucisseurs à sodium choisis au hasard dans des maisons privées et des écoles. L’eau potable a été étudiée pour sa pureté bactériologique et sa composition chimique avant et après l’appareil. Pour 87 % des adoucisseurs (20 sur 23), le nombre détectable de micro-organismes (bactéries et champignons) dans l’eau potable a plus que doublé, et dans le cas de six adoucisseurs (26 %), la valeur maximale légale de germes dans l’eau potable a même été dépassée de 3 à . 90 % des adoucisseurs étaient également mal réglés, avec une dureté résiduelle à moins de 15 °fH, la moitié étant même en dessous de 7 °fH avec alors un risque de corrosion des canalisations et des appareils ménagers.
Procédés de traitement domestique Un adoucisseur d'eau est un appareil de confort, car non nécessaire, qui réduit la dureté de l'eau en remplaçant les ions calcium et magnésium par des ions sodium Placer un adoucisseur d'eau n'est pas toujours judicieux. +Comparaison de systèmes d'adoucissement de l'eauProcédéEfficacitéPrix (€)Coût d'usageRésineTrès bonne à 4000200 à 400 € / anCristallisation (par roche volcanique)Très bonne2500145 € / anTrès bonne à 50 à 100 € / PolyphosphatesTrès bonne92 à 14011 € / 6 moisÉlectrolyse par anode de titaneMoyenne2000Électricité + entretien par spécialisteGalvanique par anode de zincMauvaise700 à Remplacement total après usureMagnétiqueTrès mauvaise129 à AucunÉlectromagnétiqueTrès mauvaise484 / an
Adoucisseur à résine thumb|upright=1.8|Adoucisseur pour une villa familiale thumb|Emplacement pour le sel régénérant de l'adoucisseur d'eau d'un lave-vaisselle, à gauche en blanc, avec l'inscription "Salt" dessus. vignette|Jeu de trois robinets à la cuisine la villa Cavrois de Croix : eau chaude, eau adoucie, eau froide.Un adoucisseur à résine, technique traditionnelle, fonctionne grâce à des billes de résine sur lesquelles sont fixés des ions sodium (Na+). Les ions calcium (Ca2+) de l'eau dure sont échangés lors de leur passage sur la résine par les ions sodium. Lorsque tous les ions Na+ de la résine sont consommés, il faut régénérer l'adoucisseur. On lui apporte alors une solution saturée en sel (chlorure de sodium NaCl) dit régénérant, riche en ions Na+. De leur côté, les ions Ca2+ sont évacués à l'égout avec les eaux de rinçage. Si l'appareil est correctement réglé, il est ajouté de sodium pour de dureté enlevé. En sortie d'appareil, un régulateur de dureté va permettre le bon rééquilibrage du taux de calcaire. Certains modèles utilisent une alimentation électrique, d'autres utilisent la dynamique de l'eau pour entrainer les rouages dentés présents dans les deux modèles. Il faut prévoir l'apport régulier de sacs ou de blocs de sel régénérant pour alimenter ces appareils. Les sacs de sel, vendus généralement par , ont l'avantage d'être plus économiques que les blocs et pas exclusifs au fabricant de l'appareil. Les blocs sont généralement exclusifs à une marque et ont un coût plus élevé pour un traitement équivalent. C'est ce système qui est en usage dans les lave-vaisselles courants.
La déminéralisation sur échangeur d'ions, qui peut se faire en plusieurs phases et qui est aussi utilisée pour divers types d'épuration d'eaux industriellesBarraque, C. et Nicol, R. (1983), Déminéralisation sur échangeur d'ions de jus de deuxième décarbonatation et traitement poussé des eaux résiduaires produites, Industries alimentaires et agricoles, 100(11), 853-857 (résumé).Sauvignet, P. et Gaïd, K. (2013), Actiflo Softening : la combinaison optimale de la clarification à grande vitesse et de la décarbonatation, L'Eau, l'industrie, les nuisances, (359), 75-80..
À chaque étape du processus, de l'eau est rejetée à l'égout, environ 10 % de l'eau consommée pour certains appareils, 8 à 9 % pour d'autres ce qui entraîne une consommation supplémentaire. Les adoucisseurs « nouvelle génération » sont plus économes en eau rejetée (2,8 %) comme les adoucisseurs sans électricité à régénération instantanée.
L'entretien chaque année, par désinfection, de ces appareils est très important pour éviter les risques réels de prolifération des bactéries. L'entretien permet également d'entretenir et vérifier le bon fonctionnement des rouages dentés. En effet un blocage du mécanisme peut provoquer un mauvais traitement de l'eau (qui peut entrainer une augmentation du taux de calcaire dans l'eau ou une augmentation du taux de sodium dans l'eau), ou une perte d'eau si le système est bloqué en mode régénération des résines.
Un filtre est également très conseillé avant l'adoucisseur qui lui aussi devra être entretenu. Le filtre limite le dépôt des sédiments dans les résines de l'appareil.
Effet du sodium sur la santé
L'adoucissement de l'eau par un adoucisseur à résine augmente la teneur en sodium de l'eau. Certains estiment que cette augmentation de la teneur en sodium n'est pas à considérer comme suffisante pour empêcher la consommation de l'eau adoucieMayo Clinic, Water softeners and sodium, 18 janvier 2000. Toutefois, l'OMS veut réduire de 30 % la consommation de sel de la population mondiale avant 2025, et l'augmentation de la quantité consommée est jugée néfaste pour la santé, en particulier pour le système cardio-vasculaire. Certains installateurs conçoivent un circuit d'eau indépendant de l'adoucisseur pour l'eau potable à boire pour pallier cet inconvénient.
Il faut enfin noter que la norme européenne impose un taux de sodium dans l'eau potable inférieur à Lenntech. Des tests doivent donc être effectués après la mise en place d'un adoucisseur pour valider son réglage et que le taux de sodium ne dépasse pas cette limite.Ce taux de sodium est à mettre en face des taux que l'on peut rencontrer dans les eaux en bouteille, par exemple : Eaux minérales Proportion de sodium ()Spa3La Salvetat5composition, Vittel5,2composition, Évian6,5composition, Contrex9,4Perrier9,5Volvic12composition, Hépar14,2Sanpellegrino33,3Quézac110composition, Badoit180composition, Vichy Célestins1 172composition, Saint-Yorre1 708composition,
Il conviendra donc de vérifier le taux de sodium mesuré par les analyses et de décider en conséquence si l'on souhaite ou peut, en fonction de sa santé, boire l'eau en sortie d'un adoucisseur.
Adoucisseur par filtration et par cristallisation Un adoucisseur sans sel par filtration et cristallisation fonctionne sans ajout de produit dans l'eau. Ce procédé permet de transformer le calcium du stade de calcite en aragonite, par un passage de l'eau sous pression dans de la roche volcanique et du charbon actif. Ce procédé permet d'effectuer un dégazage de l'eau en enlevant le , qui est l'élément nécessaire à la formation du tartre. L'aragonite est composée de cristaux de carbonate de calcium de forme géométrique régulière (aiguilles par exemple), avec un faible pouvoir d'accrochage. Ce principe agit donc sur la forme géométrique de cristallisation et assure une moindre adhérence. En effet les éléments de calcite transformés en aragonite s'enchevêtrent et forment un bloc plus volumineux.
C'est pourquoi les canalisations et équipements électroménagers n'ont plus de problème de tartre. Ce procédé, dit d'adoucissement doux, permet de ne pas dénaturer l'eau, sans ajout de composé chimique et permet d'obtenir une eau excellente à boire, débarrassée des mauvais goûts.