Le silicium (Si), la silice et l’eau

Le silicium et l’eau : silice, silicates et traitement

Le silicium est un élément chimique, mais l’eau naturelle ne contient normalement pas de silicium métallique à l’état élémentaire. Les analyses de l’eau expriment généralement les formes dissoutes du silicium en silice (SiO₂) ou en silicium (Si). Dans l’eau douce ordinaire, une grande partie de la silice dissoute se présente sous forme d’acide silicique, Si(OH)₄.

Eau claire à côté d’une membrane présentant un dépôt pâle de silice, avec des équipements de traitement de l’eau. — La silice dissoute est invisible dans l’eau claire, mais elle peut former des dépôts sur les équipements de traitement lorsque les conditions favorisent leur formation.

Du silicium ou de la silice dans l’eau ?

Le silicium est l’élément Si. La silice est le dioxyde de silicium, SiO₂; les silicates sont des minéraux ou des composés dissous contenant du silicium et de l’oxygène, souvent avec d’autres éléments. Dans les domaines de l’environnement et du traitement de l’eau, « silice dans l’eau » est généralement le terme le plus clair pour désigner les concentrations de substances dissoutes exprimées en équivalent SiO₂. Les laboratoires peuvent exprimer le résultat en mg/L de SiO₂ ou en mg/L de Si ; il faut donc toujours vérifier la base utilisée pour exprimer le résultat.

À un pH proche de la neutralité, la silice dissoute se présente principalement sous forme d’acide silicique non chargé, Si(OH)₄. Lorsque le pH augmente, une proportion plus importante peut se présenter sous forme d’espèces silicatées chargées. La silice colloïdale et les particules de silice en suspension sont des formes différentes qui peuvent se comporter différemment lors du traitement.

Le silicium élémentaire réagit-il avec l’eau ?

Dans les conditions ordinaires, le silicium élémentaire solide ne réagit pas de manière appréciable avec l’eau liquide. Une fine couche superficielle de dioxyde de silicium contribue à protéger le solide. Ce phénomène est distinct de la lente dissolution des minéraux siliceux, qui peut libérer de l’acide silicique dans l’eau :

SiO₂(s) + 2 H₂O(l) ⇌ Si(OH)₄(aq)

La concentration de silice dissoute dépend de la forme de la silice, de la température, du pH et de la composition chimique de l’eau environnante. Le quartz cristallin se dissout lentement ; la silice amorphe est généralement plus soluble.

Pourquoi la silice est-elle présente dans les eaux naturelles ?

La silice pénètre dans l’eau sous l’effet de l’altération des roches et des sols et de la dissolution des minéraux silicatés. Les concentrations dans les eaux souterraines peuvent refléter la géologie locale et la durée de contact de l’eau avec la roche. Les cours d’eau transportent la silice dissoute vers les lacs et la mer, tandis que l’absorption biologique et les processus sédimentaires influent également sur les concentrations. Les teneurs varient donc selon la source et le lieu ; il n’existe pas de « moyenne » universelle.

Dépôts de silice et traitement de l’eau

La silice peut former des dépôts dans les chaudières, les équipements de transfert de chaleur, les systèmes d’osmose inverse et d’autres équipements utilisant de l’eau de procédé. Le risque dépend de la concentration et de la forme de la silice, du pH, de la température, du taux de récupération et de la présence de sels responsables de la dureté et d’autres constituants dissous. En osmose inverse, la silice peut se concentrer dans le flux de rejet et contribuer à l’encrassement des membranes ou à la formation de dépôts.

Utilisez le calculateur de solubilité de la silice et de formation de dépôts pour étudier l’évolution de la saturation en silice amorphe en fonction du pH, de la température et de la concentration en chlorure de sodium.

Les solutions de gestion de la silice comprennent l’adoucissement à la chaux, certaines résines échangeuses d’anions, la nanofiltration et l’osmose inverse. La silice colloïdale peut être plus difficile à éliminer que la silice dissoute réactive ; l’analyse doit donc déterminer la forme présente ainsi que la concentration totale. Le procédé approprié dépend de l’eau d’alimentation et de la qualité requise pour l’eau traitée.

En savoir plus sur l’osmose inverse et l’échange d’ions.

Contexte sanitaire et environnemental

Il ne faut pas confondre la silice dissoute dans l’eau avec la poussière de silice cristalline respirable. L’inhalation de fines particules de silice cristalline en milieu professionnel peut provoquer une silicose et d’autres maladies pulmonaires graves ; ce risque est différent de l’exposition à la silice dissoute dans l’eau potable. Les formes du silicium et de la silice diffèrent également par leur solubilité et leur biodisponibilité ; les affirmations générales sur la « toxicité du silicium » ne décrivent donc pas toutes les formes ni toutes les voies d’exposition.

Les recommandations australiennes sur l’eau potable distinguent le silicium de la silice et abordent les aspects sanitaires ainsi que la formation de dépôts. Leurs valeurs numériques constituent des recommandations pour l’Australie, et non des limites légales universelles. Respectez les exigences applicables au lieu et à l’usage prévu de l’eau.

Dernière révision : 31 octobre 2026 par Lenntech.