THM et sous-produits de chloration : le compromis de la désinfection

Introduction

La chloration de l’eau potable est l’une des grandes avancées de santé publique du XXe siècle. Elle a fait reculer le choléra, la typhoïde et la dysenterie dans les pays qui l’ont généralisée (voir l’article sur le risque microbiologique). Le chlore est efficace, peu coûteux et rémanent : il reste actif jusqu’au robinet.

Mais le chlore n’est pas sélectif. En réagissant avec la matière organique naturellement présente dans l’eau (humus, débris végétaux, algues), il forme des composés non désirés : les sous-produits de désinfection. Les plus connus et les plus réglementés sont les trihalométhanes (THM).

Certains THM sont classés cancérogènes possibles. D’où un compromis : désinfecter suffisamment pour éliminer le risque microbien, immédiat, tout en limitant la formation de sous-produits, dont le risque est chronique.

1. Comment se forment les THM ?

La réaction

Chlore + matière organique (précurseurs) → THM et autres sous-produits

• Le chlore est utilisé sous forme de gaz (Cl₂) ou d’hypochlorite de sodium (eau de Javel).
• Les précurseurs sont les matières organiques naturelles, mesurées par le carbone organique dissous (COD). Les eaux de surface riches en humus en contiennent davantage que les eaux souterraines.

Les quatre THM réglementés

1. Chloroforme (trichlorométhane) : le plus fréquent, autrefois utilisé comme anesthésique.
2. Bromodichlorométhane.
3. Dibromochlorométhane.
4. Bromoforme (tribromométhane).

Les THM bromés se forment lorsque l’eau brute contient des bromures, par exemple sous influence marine ou géologique.

Les facteurs qui favorisent leur formation

• la dose de chlore ;
• la quantité de matière organique ;
• la température : plus l’eau est chaude, plus la réaction est rapide ;
• le temps de contact : les concentrations augmentent souvent en bout de réseau.

2. Effets sur la santé

Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) classe le chloroforme et le bromodichlorométhane comme « peut-être cancérogènes pour l’homme » (groupe 2B). Le bromoforme et le dibromochlorométhane sont « inclassables » (groupe 3).

Cancer de la vessie

C’est l’association la mieux documentée. Plusieurs études épidémiologiques et analyses groupées ont observé un risque de cancer de la vessie modérément plus élevé chez les personnes exposées pendant des décennies à des teneurs élevées en THM. Ce risque est faible à l’échelle individuelle, mais non négligeable à l’échelle d’une population. Les THM servent aussi d’indicateur de l’ensemble des sous-produits, dont certains ne sont pas mesurés.

Grossesse

Des études suggèrent un lien possible entre une forte exposition pendant la grossesse et un retard de croissance intra-utérin ou certaines malformations. Les résultats sont contradictoires et les preuves moins solides que pour le cancer de la vessie.

Voies d’exposition

Les THM sont volatils. L’eau bue n’est pas la seule voie d’exposition :

• inhalation lors d’une douche ou d’un bain chaud, qui peut représenter une part importante de l’exposition totale ;
• absorption cutanée lors du bain ou de la baignade en piscine.

3. Le cas des piscines

L’eau des piscines contient bien plus de sous-produits que l’eau du robinet. Les baigneurs apportent de la matière organique (sueur, cellules mortes, cosmétiques, urine) avec laquelle le chlore réagit. Il se forme des THM et des chloramines, responsables de l’odeur piquante et des irritations des yeux.

• L’air des piscines couvertes peut contenir de la trichloramine et du chloroforme.
• Les nageurs de haut niveau et le personnel des piscines présentent plus souvent des troubles respiratoires, dont un asthme lié à ces sous-produits.
• Se doucher avant la baignade et ne pas uriner dans le bassin réduisent nettement la formation de ces composés.

4. Réglementation

Le principe retenu par les autorités sanitaires : ne jamais compromettre la désinfection, tout en limitant les sous-produits.

Les limites

• THM : en France, l’arrêté du 11 janvier 2007 fixe une limite de qualité de 100 µg/L pour la somme des quatre THM, et demande de viser la valeur la plus faible possible sans compromettre la désinfection. Aux États-Unis, la limite est de 80 µg/L.
• Acides haloacétiques (AHA) : depuis le 12 janvier 2026, la directive (UE) 2020/2184 impose aussi une limite de 60 µg/L pour la somme de cinq acides haloacétiques, une autre famille de sous-produits.
• Bromates (formés lors de l’ozonation) : 10 µg/L.
• Chlorates (issus de l’hypochlorite et du dioxyde de chlore) : 0,25 mg/L, ou 0,70 mg/L lorsque le mode de désinfection en produit.

Comment les usines limitent la formation de THM

La stratégie consiste à empêcher leur formation plutôt qu’à les éliminer ensuite :

1. Retirer la matière organique avant de chlorer : coagulation poussée, charbon actif, membranes.
2. Ajuster le chlore : doser au plus juste, déplacer le point d’injection, ou recourir à d’autres désinfectants en usine (ozone, UV), le chlore n’étant plus utilisé que pour le résiduel dans le réseau.

5. Réduire son exposition

Laisser reposer l’eau

Les THM sont volatils. Une carafe laissée ouverte quelques heures au réfrigérateur perd une partie de son chlore et de ses THM. Consommez-la dans les 24 heures.

Le charbon actif

Le charbon actif retient les THM, avec une efficacité qui dépend du produit et de l’état de la cartouche. Si c’est votre objectif, vérifiez que la réduction des THM ou des composés organiques volatils figure dans les performances certifiées du filtre (NSF/ANSI 53, par exemple).

Dans la salle de bain

• Ventilation : aérez pendant et après la douche.
• Douches plus courtes et moins chaudes : elles limitent l’évaporation et l’inhalation.

6. Questions fréquentes

Une forte odeur de chlore signifie-t-elle beaucoup de THM ?

Pas nécessairement. L’odeur vient surtout du chlore libre et des chloramines, pas des THM, qui sont peu odorants aux concentrations de l’eau potable. Les THM se mesurent uniquement en laboratoire.

Le chlore est-il le seul désinfectant ?

Non. L’ozone et les UV sont très utilisés en usine. Ils ne forment pas de THM, mais n’ont pas d’effet rémanent : c’est pourquoi on ajoute généralement une faible dose de chlore avant la distribution.

Les THM provoquent-ils un cancer à court terme ?

Non. Le risque est évalué sur une exposition de toute une vie. Il est faible à l’échelle individuelle.

L’eau de pluie contient-elle des THM ?

Non, car elle n’est pas chlorée. Elle peut en revanche contenir des polluants atmosphériques et des micro-organismes. La réglementation française n’autorise pas son usage pour la boisson.

Pourquoi l’eau sent-elle parfois plus le chlore ?

Les exploitants ajustent les doses selon la température de l’eau, l’état du réseau ou le niveau du plan Vigipirate. Après des travaux ou un incident, la chloration peut aussi être temporairement renforcée.

7. Glossaire

• Sous-produits de désinfection : composés formés par la réaction d’un désinfectant avec la matière organique de l’eau.
• Précurseurs : matières organiques naturelles (acides humiques et fulviques) qui réagissent avec le chlore.
• Volatil : qui s’évapore facilement à température ambiante.
• Rémanence : persistance de l’action d’un désinfectant dans le réseau.
• Acides haloacétiques (AHA) : autre famille de sous-produits de chloration, réglementée depuis 2026.

Conclusion

Les THM sont le prix d’une eau protégée des contaminations microbiennes. Le compromis est assumé par les autorités sanitaires : un risque de cancer faible et à long terme, encadré par des limites, plutôt qu’un risque épidémique. Les usines disposent de leviers efficaces pour réduire ces sous-produits, et à la maison, l’aération de l’eau et la ventilation de la salle de bain limitent l’exposition.

Sources

• Arrêté du 11 janvier 2007 modifié relatif aux limites et références de qualité des eaux (Légifrance)
• Directive (UE) 2020/2184 relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine
• CIRC, Monographies, volumes 52, 71 et 73 (chloroforme, bromodichlorométhane, bromoforme, dibromochlorométhane)