Composition chimique de l’eau minérale naturelle

Composition chimique de l’eau minérale naturelle

Définition et caractéristiques de l’eau minérale naturelle 

L’eau minérale naturelle est une appellation qui désigne une catégorie d’eau vendue en bouteille. Elle est définie par un certain nombre de caractéristiques selon les réglementations. L’eau minérale naturelle est une eau qui se distingue nettement de l’eau de boisson ordinaire du fait que:
– Elle est caractérisée par sa teneur en certains sels minéraux et la présence d’oligo-éléments;
– Elle provient directement de nappes souterraines par des émergences naturelles ou forées pour lesquelles toutes les précautions devraient être prises afin d’éviter toute pollution ou influence extérieure sur les propriétés physiques et chimiques de l’eau minérale naturelle;
– Elle est constante dans sa composition et stable dans son débit et sa température.
– Elle est captée dans des conditions qui garantissent la pureté microbiologique et la composition chimique de ses constituants essentiels;
– Elle est conditionnée à proximité de l’émergence de la source avec des précautions d’hygiène particulières;
– Elle n’est soumise à aucun traitement autre que ceux autorisés par la norme CODEX STAN 108-1981, à savoir la séparation de constituants instables, tels que les composés contenant du fer, du manganèse, du soufre ou de l’arsenic, par décantation et/ou filtration.

L’origine et la composition chimique de l’eau minérale naturelle

L’origine de l’eau minérale naturelle

La quasi- totalité des eaux minérales naturelles a une origine météorique : l’eau de pluie traverse l’atmosphère chargée en dioxyde de carbone. Au cours de son infiltration dans les sous-sols, elle va solubiliser des sels minéraux des roches qui misent en contact avec cette eau par l’action de l’eau chargée en CO2. Après dissolution les sels perdent leur individualité et mise en équilibre cation-anion.
Les eaux minérales naturelles séjournent très longtemps (parfois près de 10 000 ans) au contact de roches dans des couches profondes avant de revenir vers la surface par l’émergence

Composition chimique de l’eau minérale naturelle

Les eaux minérales naturelles ne sont pas des eaux pures. Elles contiennent des espèces dissoutes nommées des sels minéraux qui se retrouvent dans l’eau sous forme d’ions. Ces ions sont :
– Les ions constitutifs ou originaux : H3O+ et OH-
– Les ions principaux : Ca2+, Mg2+, HCO3-, SO42-, Cl-
– Les ions secondaires : Na+, K+, Fe2+ et, NO3-, SiO32- , Mn2+ ,Cu 2+ etc.
Plus ces ions certaines eaux minérales naturelles contiennent des gaz dissous tels : CO2 exemple Oulmès et H2S exemple Moulay Yakoub.

Paramètres de la qualité de l’eau minérale naturelle :

L’eau minérale naturelle ne doit contenir en quantités dangereuses ni microorganismes, ni substances chimiques nocifs pour la santé, en outre elle doit être aussi agréable à boire que les circonstances le permettent.
La qualité des eaux minérales naturelles au Maroc est définie par la norme NM 03.7.001, qui précise les références de qualité à respecter pour un certain nombre de paramètres. Les valeurs mesurées pour ces paramètres ne devraient pas être supérieures aux “valeur maximale admissible ” (VMA). (Annexes 1; 2)
Ces paramètres de qualité sont regroupés en trois catégories :

Paramètres organoleptiques :

L’eau doit être agréable à boire, claire, fraîche et sans odeur. C’est principalement par ces aspects que le consommateur apprécie la qualité d’une eau.

Paramètres microbiologiques :

L’eau ne doit pas contenir des germes (bactéries, virus, parasites…) qui provoqueraient des maladies chez les consommateurs, tel que :
– Les germes totaux,
– Les coliformes totaux,
– Les coliformes fécaux,
– Les streptocoques fécaux,
– Les levures et moisissures,
– Les anaérobies Sulfito Réducteurs.

Paramètres physico-chimiques 

Au contact prolongé du sol, les eaux se chargent de certains éléments minéraux tels que : les chlorures, les sulfates, le magnésium, le sodium et le potassium, dont les limites de concentration fixées correspondent à des préoccupations sanitaires. La température, la conductivité, le pH, la turbidité, TAC, TH, TA, [Ca2+], [HCO3-] et [Cl-] sont également prisent compte.
– La température: La température de l’eau est un paramètre de confort pour les consommateurs, elle permet de corriger les paramètres d’analyse dont les valeurs sont liées
à la température. Elle agit aussi comme un facteur physiologique agissant sur le métabolisme de croissance des micro-organismes vivant dans l’eau.
– Le pH : (potentiel Hydrogène) est l’un des caractéristiques fondamentales de l’eau. Celui-ci est représentatif de la concentration en ions H+ dans l’eau.
– La Conductivité: La conductivité mesure la capacité de l’eau à conduire le courant entre deux électrodes, la mesure de la conductivité permet donc d’apprécier la quantité des sels dissous dans l’eau, elle est exprimée en micro-siemens par centimètre (μS/cm).
– La turbidité: La turbidité est la représentative de la transparence d’une eau. Cette transparence peut être affectée par la présence de particules en suspension et de matières colloïdales dans l’eau (argiles, micro-organismes…).
– Le titre hydrotimétrique (TH) : Plus communément désigné par le terme “dureté”, est un indicateur de la minéralisation de l’eau. Il correspond à la somme des concentrations en calcium (Ca2+) et magnésium (Mg2+).
– Le titre alcalimétrique (TA) : Le titre alcalimétrique d’une eau permet de connaître sa concentration en carbonates (CO32-) et en bases fortes, autrement dit son alcalinité.
– Le titre alcalimétrique complet (TAC): Le titre alcalimétrique complet d’une eau
correspond à la présence d’espèces basiques telles que les ions hydroxyde (OH-), les ions carbonates (CO32-), les ions hydrogénocarbonates (HCO3-).
Présentation de la problématique :
Le produit eau minérale plate Ain Saïss conditionné en verre est un produit de haute qualité, sa production est destinée vers les hôtels et les restaurants de luxe, ce produit prestigieux connait un problème persistant exprimé par une instabilité chimique des minéraux au cours du stockage, ce problème est connu sous le nom de la décarbonatation, qui est un processus physico-chimique lié à la minéralisation de l’eau minérale qui aboutit à un changement d’état physique, exprimé par l’apparition des petits cristaux blanchâtres à la surface intérieure de la paroi de quelques bouteilles d’eau plate Ain Saïss conditionnées en verre.
(Figure 3)
Des cristaux de sel blanchâtre
Figure 3: Le phénomène de la décarbonatation
Donc afin de maitriser la qualité du produit pendant le stockage, il est nécessaire de déterminer et d’étudier l’effet de certains facteurs qui déclenche certaines réactions de précipitation et par la suite l’instabilité des sels minéraux qui entrainent une perte de la qualité sensorielle du produit Ain Saiss et l’image de la société chez les clients, et surtout que la société est certifiée par ISO 9001 version 2008.

Identification de la nature chimique du sel formé 

L’eau minérale contient de nombreux ions (Ca2+, Mg2+, HCO3-, CO32- …), et selon les conditions physico-chimiques (Température, pression…) dans lesquelles cette eau est conditionnée, ces minéraux peuvent précipiter et donnent naissance à des sels insolubles de différente nature, d’où la nécessité d’identifier la composition chimique des cristaux formés par le phénomène de décarbonatation.

Analyses qualitatives

L’eau minérale Ain Saïss contient beaucoup de sels dissous sous forme d’ions, en particulier des sels de calcium et de magnésium, ces ions sont en équilibre à une température de 18° C et à un pH neutre, le changement de ces conditions provoquerait le dépôt de ces sels sous forme de cristaux insolubles.
Parmi ces sels le carbonate de calcium (CaCO3) et le carbonate de magnésium (MgCO3) sont les éléments qui ont plus tendance à se déposer, par ce qu’ils possèdent la solubilité la plus faible. (Tableau 4)

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Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : PRESENTATION DE L’ORGANISME D’ACCUEIL ET DU PROCESSUS DE FABRICATION DE L’EAU MINERAL
A-Présentation
I- Aperçu sur SOTHERMA
I-1. Identité
I-2. Activités
I-3. Organigramme de SOTHERMA
I-4. Exploitation des eaux
I-5. Certifications de la société
B-Description de processus de production
I- Processus de traitement de l’eau
II- Processus d’embouteillage
II-1. Etapes de fabrication de la bouteille en PET
II- 2. Etapes du remplissage
II- 3. Etapes d’emballage
PARTIE II : Revue bibliographique
I-Définition et caractéristiques de l’eau minérale naturelle
II-Origine et composition chimique de l’eau minérale naturelle
II-1. Origine de l’eau minérale naturelle
II-2.Composition chimique de l’eau minérale naturelle
III-Paramètres de la qualité de l’eau minérale naturelle
– Route d’Imouzzer – FES
– Standard : 212 (0)5 35 60 82 14
Site web : http://www.fst-usmba.ac.ma
III-1. Paramètres organoleptiques
III-2. Paramètres microbiologiques
III-3. Paramètres physico-chimiques
PARTIE III : Etude expérimentale PRESENTATION DE LA PROBLEMATIQUE
A- Identification de la nature chimique du sel formé
I-Analyses qualitatives
I-1. Préparation de la solution
I-2. Test de calcium Ca2+
I-3. Test de magnésium Mg2+
I-4. Test de carbonate CO32-
II-Analyses quantitatives
II-1. Détermination du titre hydrotimétrique TH :
II-2. Dosage des ions calcium et magnésium
II-3. Détermination de titre alcalimétrique simple et complet
II-4. Dosage des ions chlorure Cl-
III- Résultats et interprétation
B- Etude et optimisation des facteurs influent sur le phénomène de décarbonatation
I-Détermination des facteurs qui influent sur le phénomène de décarbonatation…23
I-1. Diagnostic par la méthode de brainstorming
II-2. Diagramme d’ISHIKAWA
II-Etude des facteurs influents par le diagramme de Pareto
– Route d’Imouzzer – FES
– Standard : 212 (0)5 35 60 82 14
Site web : http://www.fst-usmba.ac.ma
II-1. Description des facteurs
II-2. Domaines expérimentales
II-3. Plan d’expérimentation
II-4. Réalisation des essais
II-5. Description de la réponse
II-6. Résultats des essais
II-7.Proposition du réglage nécessaire
Conclusion

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