Comment les industriels optimisent la gestion de l’eau ?

Un extrait de « Les grandes catégories d’usages de l’eau dans l’industrie », par Sarah CHERET

En termes d’usage de l’eau en industrie, on peut distinguer trois grandes catégories. D’abord, l’eau en tant qu’utilité. Elle participe de façon indirecte à la production en tant que fluide thermique (production de vapeur, eau chaude, eau de refroidissement, eau glacée…). Pour cet usage, l’eau véhicule et échange la chaleur et le froid au sein d’un site industriel. On va aussi retrouver dans les utilités l’eau pour les réseaux incendie des grands sites industriels. Ensuite, l’eau en amont du processus de fabrication, que ce soit dans les opérations de lavage ou de transport des matières premières. Enfin, l’eau dans le processus même de fabrication. Elle est utilisée au sein des procédés industriels comme solvant, matière première, agent de fabrication ou fluide de nettoyage des équipements ou du produit fabriqué. En tant que fluide de nettoyage des équipements, l’eau permet de préparer et de véhiculer les solutions de nettoyage (lessives ou produits désinfectants), d’effectuer les rinçages et d’évacuer les salissures.

Recyclage et réutilisation de l’eau en microélectronique

Certaines entreprises allouent jusqu’à 10 % de l’ensemble de leurs charges d’exploitation au traitement de l’eau sur leur site. Pour optimiser la gestion de leurs ressources et diminuer les consommations en eau, les industriels mettent en place des recyclages (l’eau est utilisée après traitement pour le même usage) ou des réutilisations (l’eau provenant d’un atelier est de qualité suffisante pour d’autres usages sur le site). La diminution de la consommation en eau entraîne une économie directe liée à l’économie faite sur son coût et son traitement. On peut aussi prendre en compte les économies indirectes, liées aux recyclages : réduction des rejets, diminution des pertes de produits véhiculés par l’eau (produits de nettoyage ou matières premières), et récupération des calories transférées par l’eau. L’industrie de la microélectronique, par exemple, doit faire face à une consommation d’eau toujours plus importante, avec un coût du m³ d’eau de plus en plus élevé. C’est pourquoi une gestion rigoureuse de l’eau y est fondamentale pour envisager la pérennité des sites de production.

Côté recyclage, les eaux de rinçage de la fabrication des semi-conducteurs contiennent des produits organiques et inorganiques tels que des acides, des bases, des oxydants, des solvants et des tensioactifs. Pour pouvoir traiter et réutiliser ces eaux, il faut avoir une connaissance parfaite de leur composition et pouvoir séparer les flux les plus concentrés. Le taux de recyclage va dépendre des flux que l’on accepte de traiter, sachant que plus ils sont pollués et plus le coût du traitement à mettre en œuvre sera élevé. Côté réutilisation cette fois, différentes manières peuvent être envisagées en microélectronique. Il y a ainsi le cas des eaux d’atelier des CMP (Chemical Mechanical Planarization), qui contiennent des particules de silice et divers types d’additifs. Un traitement par ultrafiltration permet de concentrer les particules solides jusqu’à 95 %. Une étape d’osmose inverse ou d’échange d’ions peut être ajoutée en fonction de la composition des eaux. L’autre cas est celui des eaux issues des traitements d’eau ultrapure. Les flux d’eau générés par les traitements ont parfois une meilleure qualité que l’eau brute qui entre sur le site. Ces eaux peuvent être réutilisées sans traitement complémentaire pour certains usages.