Filtre à eau contre les hormones dans l'eau potable

Depuis le 19 janvier 2022, une valeur indicative de 1 nanogramme par litre s'applique au 17-bêta-estradiol. Elle figure dans la décision (UE) 2022/679 de la Commission. Cette décision a inscrit la substance, avec le nonylphénol, sur la liste de vigilance. Celle-ci repose sur l'article 13, paragraphe 8, de la directive (UE) 2020/2184. Le Journal officiel L 124 a publié le texte le 27 avril 2022.

Une valeur indicative de la liste et une valeur limite sont deux choses différentes. Une valeur limite est inscrite dans l'ordonnance allemande sur l'eau potable. En cas de dépassement, des mesures s'ensuivent. Une valeur indicative de la liste oblige d'abord les États membres à effectuer des mesures. La limite de détection de l'analyse doit alors être inférieure à la valeur indicative. Pour le 17-bêta-estradiol, cela signifie : moins de 1 nanogramme par litre.

Il en découle un point que le débat a tendance à négliger. L'Europe ne mesure systématiquement que depuis janvier 2023. Les États membres devaient communiquer leurs résultats à la Commission au plus tard le 12 janvier 2026. Une base de données fiable n'est donc qu'en train de se constituer.

L'Allemagne mène en parallèle son propre projet. HoWiTri s'est déroulé du 1er décembre 2022 au 1er avril 2025. Il avait été commandé par le Bundesministerium für Gesundheit (ministère fédéral allemand de la Santé). Les analyses ont été réalisées par le département Hygiène de l'eau potable et des eaux de baignade de l'Umweltbundesamt. Les échantillons provenaient d'environ 50 ménages. Des biotests sur cellules humaines ont été utilisés. Ils examinent 4 à 6 effets hormonaux. Au 4 août 2026, les résultats définitifs n'étaient pas encore disponibles.

Les préparations contraceptives combinées contiennent généralement un œstrogène de synthèse : l'éthinylestradiol. Le corps en utilise une partie. Il élimine le reste par l'urine. La substance reste chimiquement stable et résiste en grande partie à l'épuration habituelle. C'est pourquoi l'estradiol et l'éthinylestradiol figurent aussi sur la liste pour les rivières et les lacs.

À cela s'ajoutent les hormones du corps lui-même. Chaque être humain rejette chaque jour des œstrogènes. Cette voie par la vessie concerne donc tout le monde, même avec un mode de vie parfaitement sain.

Selon l'Umweltbundesamt (Agence fédérale allemande de l'environnement), plus de 2 500 principes actifs sont sur le marché en médecine humaine. Pour les animaux, ils sont plus de 400. Une partie d'entre eux quitte le corps sans être modifiée. Par les toilettes, elle aboutit dans les eaux usées. Aujourd'hui, 414 principes actifs sont attestés dans l'environnement.

Sont concernés les médicaments contre la douleur, l'hypertension et la dépression, ainsi que les antibiotiques. Selon l'Umweltbundesamt, 529 tonnes d'antibiotiques ont été délivrées en 2023 pour l'élevage. C'est 69 % de moins qu'en 2011. L'article sur les résidus de médicaments dans l'eau du robinet montre comment éliminer ces résidus de l'eau de manière ciblée.

La troisième voie passe par les eaux usées des usines. Les plastifiants, les retardateurs de flamme et les tensioactifs agissent souvent sur l'équilibre hormonal. Ils persistent dans l'environnement depuis des décennies. Le nonylphénol fait partie du groupe des tensioactifs. Cette substance a longtemps servi de composant de base pour le textile et le papier. Sa valeur indicative de 300 nanogrammes par litre figure depuis 2022 sur la liste de vigilance. L'article sur les métaux lourds dans l'eau du robinet traite d'entrées apparentées.

Les sociétés savantes et l'Organisation mondiale de la santé citent 4 types de pathologies. Premièrement, les cancers des organes qui réagissent aux hormones. Deuxièmement, les maladies métaboliques comme le diabète. Troisièmement, les troubles de la fertilité. Quatrièmement, les troubles de la maturation du système nerveux. La manière dont de faibles doses agissent chez l'être humain reste un sujet de recherche.

C'est la vie en développement qui est la plus touchée. L'embryon, le fœtus et le jeune enfant sont considérés comme le groupe le plus à risque. Même de faibles quantités au mauvais moment y sont considérées comme un risque de modifications durables.

Pour l'évaluation dans l'eau potable, l'Umweltbundesamt dispose d'un outil spécifique. La valeur d'orientation sanitaire comporte 5 niveaux. Pour les substances fortement génotoxiques, la valeur est de 0,01 microgramme par litre. Le seuil général est de 0,1. Pour les substances toxiques pour le système immunitaire ou nerveux, il est de 0,3. Pour une toxicité à moyen terme, il est de 1,0, et à long terme de 3,0. L'Agence examine les effets sur l'équilibre hormonal en deuxième position, juste après ceux sur le patrimoine génétique. Les valeurs ne deviennent juridiquement contraignantes qu'une fois inscrites dans l'ordonnance sur l'eau potable.

Chez les poissons, l'effet est clairement démontré. Dans les rivières et les lacs pollués, des populations entières se féminisent. L'éthinylestradiol, le lévonorgestrel et les produits chimiques industriels difficilement dégradables perturbent l'accouplement et la ponte.

La charge s'étend jusqu'aux zones reculées. Une équipe dirigée par Joan Grimalt à Barcelone et Reinhard Lackner à l'université d'Innsbruck a étudié 9 lacs de haute montagne en Espagne, en Pologne et en Slovaquie. Ils se situent entre 1 395 et 2 688 mètres d'altitude, loin de tout rejet d'eaux usées. Dans le sang, le foie et les muscles des poissons, l'équipe a trouvé de l'hexachlorobenzène et des polychlorobiphényles. Les truites mâles présentaient des taux élevés de vitellogénine, une protéine des femelles matures. L'étude a été publiée le 25 juin 2015 dans Nature Scientific Reports. Dans ce cas, l'apport se fait par l'air.

Deux propriétés font de ces substances un problème. Premièrement, elles sont biologiquement actives même en petite quantité. Deuxièmement, elles persistent longtemps dans l'environnement. C'est précisément pour cela que les usines de traitement d'eau potable ont, elles aussi, du mal à les retenir.

Un filtre à eau contre les hormones résout d'abord un problème de mesure. La détection à 1 nanogramme par litre nécessite un laboratoire. Il faut des appareils de chromatographie couplée à la spectrométrie de masse. La limite de quantification doit alors être inférieure à 1 nanogramme par litre. Pour son propre robinet, une telle analyse reste l'exception.

C'est précisément là qu'intervient le principe de précaution. 3 points plaident en sa faveur. Une valeur limite contraignante se fait encore attendre. Les substances sont biologiquement actives même en petite quantité. Et d'ici 2033, la quatrième étape n'équipera qu'un cinquième des grandes stations. Un filtre au robinet agit immédiatement, quel que soit l'état d'avancement de la station d'épuration locale.

Il est particulièrement judicieux dans les foyers avec des femmes enceintes, des bébés et des jeunes enfants. Les sociétés savantes les considèrent précisément comme le groupe le plus sensible. Ce qui compte par ailleurs est détaillé dans l'article sur l'eau du robinet pendant la grossesse.

3 procédés sont efficaces contre les substances à activité hormonale : le charbon actif, l'osmose inverse et la distillation. Un simple échangeur d'ions cible en revanche le calcaire et les sels dissous.

Un filtre à bloc de charbon actif fait passer l'eau sous pression à travers du charbon actif fritté. La surface interne d'un gramme atteint jusqu'à 1 500 mètres carrés. Les molécules organiques dissoutes s'y fixent, et c'est précisément le cas des résidus d'hormones et des résidus de médicaments.

Trois mécanismes agissent simultanément. Mécaniquement, la structure poreuse retient les particules telles que le sable, la rouille et les fibres. Par catalyse, le bloc transforme le chlore libre en chlorure inodore. Par adsorption, il fixe les substances organiques dissoutes, ainsi que le plomb et le cuivre. Le guide Filtre à charbon actif pour l'eau explique son fonctionnement en détail.

L'entretien courant se limite au remplacement de la cartouche, environ tous les 4 mois selon le modèle et la dureté de l'eau. L'aperçu des cartouches de filtre à eau montre quelle cartouche convient à quel usage.

L'osmose inverse fait passer l'eau sous pression à travers une membrane semi-perméable. Ses pores mesurent environ 0,0001 micromètre. Ce sont donc essentiellement des molécules d'eau qui passent. Les substances dissoutes sont retenues, hormones comprises.

Le prix à payer, ce sont les eaux usées. Selon l'installation, un multiple de la quantité d'eau potable produite s'écoule sous forme de concentrat. S'y ajoute la perte de minéraux. Pour les foyers qui placent la pureté maximale avant l'efficacité, le procédé reste néanmoins une option. L'aperçu des technologies et procédés de filtration met les différences techniques en perspective.

Lors de la distillation, l'eau s'évapore puis se condense à un autre endroit. Les substances dont le point d'ébullition est plus élevé restent dans le récipient. On obtient au final une eau d'une grande pureté.

L'effort nécessaire joue en sa défaveur. Chaque litre demande du temps et de l'énergie, et les minéraux sont perdus. Le procédé se prête donc mal à l'approvisionnement durable d'un foyer.

Un échangeur d'ions échange les ions calcium et magnésium contre des ions sodium ou hydrogène. Il réduit ainsi la dureté de l'eau. Les micropolluants organiques n'en sont pas affectés, car ils ne portent pas de charge et échappent au principe d'échange.

Les carafes filtrantes du commerce combinent un échangeur d'ions avec du charbon actif en vrac. La capacité d'adsorption dépend alors de la quantité de charbon et du temps de contact, deux paramètres réduits dans une carafe. Cette conception pose en outre un problème de germes, que le guide sur le risque de prolifération de germes dans les carafes filtrantes traite avec des valeurs mesurées.

Un procédé de Karlsruhe a fait baisser l'estradiol de 100 à 2 nanogrammes par litre, soit de 98 %. Il a été développé par un groupe dirigé par Andrea Schäfer et Roman Lyubimenko à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT). Il fonctionne par photocatalyse. Une membrane à larges pores contenant de la porphyrine de palladium produit de l'oxygène réactif sous une lumière solaire simulée. Celui-ci décompose les molécules d'hormones en produits inoffensifs. Le débit est de 60 à 600 litres par mètre carré de membrane et par heure. Le KIT a présenté ces travaux le 11 mai 2021 ; ils ont été publiés dans Applied Catalysis B: Environmental.

La différence avec le charbon actif est fondamentale. L'adsorption fixe la substance et la retient dans le matériau filtrant jusqu'au remplacement de la cartouche. La photocatalyse détruit la molécule. Les deux voies mènent à une eau propre, mais une seule produit un filtre chargé comme résidu.

La valeur finale de 2 nanogrammes par litre est d'ailleurs proche de la valeur indicative européenne de 1 nanogramme par litre. Il faudra des années avant que de telles installations équipent les usines de traitement d'eau potable. Pour les ménages, l'adsorption reste le procédé disponible.

3 limites doivent être signalées. Premièrement, les données sur l'eau potable allemande reposent sur une obligation de mesure qui ne s'applique que depuis janvier 2023. Au 4 août 2026, les évaluations exhaustives de la liste de vigilance n'étaient pas encore disponibles.

Deuxièmement, aucun dommage lié aux quantités mesurées n'a été démontré à ce jour. Dans sa mise à jour du 18 décembre 2024, l'Umweltbundesamt affirme néanmoins que même de faibles concentrations dans l'eau potable sont indésirables. Il justifie cette position par le fait que les risques à long terme sont actuellement difficiles à établir scientifiquement. Qui filtre suit donc le principe de précaution, au lieu de réagir à un dommage avéré.

Troisièmement, il n'existe pas de méthode d'évaluation reconnue pour les mélanges de 40 substances individuelles de l'ordre de quelques nanogrammes. C'est précisément là qu'interviennent les biotests fondés sur les effets, tels que ceux utilisés par le projet HoWiTri. Leurs résultats marqueront l'évaluation des années à venir. La manière dont la qualité de l'eau peut être mesurée est expliquée dans le guide Comment mesurer la qualité de l'eau.