Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les membranes de filtration, connues depuis le début du XXème siècle, connaissent un essor en traitement de l’eau depuis les années 1980.Par le large éventail de seuils de coupure qu’elles offrent, les opérations de microfiltration, d'ultrafiltration, de nanofiltration et d'osmose Inverse, se placent comme des technologies de choix dans la palette du traitement des eaux. Cet article propose un aperçu des potentialités de ces technologies, illustrées de quelques exemples dans les domaines du dessalement de l’eau de mer, de la production d’eau destinée à la consommation humaine à partir des eaux douces et du traitement des eaux usées en vue de leur réutilisation.
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Filtration membranes have been known since the beginning of the 20th century. They have seen a strong development in water treatment since the early 1980s. Microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, and reverse osmosis offer a wide range of molecular weight cutoff values, and so are technologies of choice in various water treatments. This article gives an overview of the potential of membrane technologies, illustrated with some examples from seawater desalination, drinking water production and wastewater treatment for reuse.
Auteur(s)
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Christel CAUSSERAND : Professeure UPS Laboratoire de génie chimique, Université de Toulouse, CNRS, INPT, UPS, Toulouse, France
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Claire ALBASI : Directrice de recherche CNRS Laboratoire de génie chimique, Université de Toulouse, CNRS, INPT, UPS, Toulouse, France
-
Hélène ROUX de BALMANN : Directrice de recherche CNRS Laboratoire de génie chimique, Université de Toulouse, CNRS, INPT, UPS, Toulouse, France
INTRODUCTION
Le programme phare des Nations unies pour l’eau, World Water Assessment Program (WWAP), réunissant l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et l’UNICEF, estime que chaque être humain a besoin d’au minimum 20 à 50 L d’eau propre chaque jour pour satisfaire ses besoins. Près de 2 personnes sur 10 sont encore privées d’eau potable et plus d’un milliard d’êtres humains sont réduits à consommer de l’eau potentiellement contaminée. La pollution des eaux par les rejets issus de l’industrie, de l’agriculture et des eaux usées domestiques a des conséquences dramatiques. La plus préoccupante est la propagation de maladies, au premier rang desquelles le choléra, la typhoïde ou la dysenterie. On estime que 80 % des maladies prévalant dans les pays en développement seraient directement liées à un accès défaillant à l’eau potable et aux équipements sanitaires.
Les ressources en eau douce sont limitées : l’accroissement prévisible de la population et le développement industriel font craindre une rupture des ressources en eau aux conséquences bien plus graves que celles qui résulteront de la fin des réserves pétrolières. Il y a des substituts au pétrole, pas à l’eau. Ainsi, 47 % de la population devrait connaitre un stress hydrique à l’horizon 2030, contre 40 % actuellement (source UNESCO).
Qualité de l’eau distribuée et quantité suffisante sont donc les critères à concilier pour le traitement des eaux. Les opérations de séparation par membranes (osmose inverse OI, nanofiltration NF, ultrafiltration UF, microfiltration MF) sont bien placées pour atteindre ces objectifs. En effet, comme les membranes jouent le rôle de barrière physique, elles produisent avec une grande fiabilité une eau de qualité pour la consommation humaine et l’industrie, que ce soit à partir d’eaux douces ou d’eaux salées. Introduites dans le traitement des eaux usées, ces opérations de séparation permettent un recyclage ou/et une réutilisation de l’eau réglant ainsi, potentiellement, le problème de la quantité.
Le glossaire en fin d’article récapitule les définitions de l’article et celles nécessaires à sa compréhension.
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KEYWORDS
seawater desalination | reverse osmosis | nanofiltration | ultrafiltration | microfiltration
VERSIONS
- Version archivée 1 de juin 2006 par Philippe APTEL
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion
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5. Différents concepts de couplage
5.1 Recyclage des eaux usées pour l’irrigation agricole
Aujourd’hui seulement 2 % des 165 milliards de m3 d’eau collectés et traités dans le monde sont réutilisés. Un chiffre encore trop faible mais en forte hausse, et pour cause, la réutilisation des eaux usées est un moyen très efficace de limiter les prélèvements dans les nappes et d’économiser une ressource de plus en plus précieuse.
L’utilisation des membranes peut être envisagée pour filtrer des eaux de qualité médiocre, permettant dans des conditions données l’élimination de sels et d’autres micropolluants de ces eaux. Une expérience de terrain à long terme mettant en œuvre l’ultrafiltration (UF) et l’osmose inverse (OI) pour l’élimination des sels, a été conduite avec des effluents secondaires, visant à démontrer la durabilité de productions agricoles utilisant l’irrigation par des eaux urbaines usées traitées (figure 18). Six traitements extérieurs de champs, chacun répliqué 4 fois, ont été conduits pour examiner les éventuels effets d’accumulation de sel sur le sol et la récolte. Ces expériences ont prouvé que le développement de la culture était corrélé à la qualité de l’eau produite par le système de filtration hybride des eaux usées. Un des objectifs clefs était de maintenir une production durable, malgré la mauvaise qualité des eaux. Des six méthodes de traitement testées, l’irrigation avec l’effluent traité par osmose inverse a produit les meilleurs résultats tant par son faible effet sur la salinité de sol que par le bon rendement de récolte. Néanmoins, il est à noter que ce procédé est non seulement coûteux, mais qu’il enlève aussi tout contenu de matière organique de l’eau d’irrigation, exigeant un complément pour une nutrition correcte.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Global Water intelligence/water desalination report (GWI/WDR) (2015).
-
(2) - CABASSUD (C.), ROUX-DE BALMANN (H.) - Dessalement de l’eau de mer. - Dans « L’eau à découvert » CNRS Éditions, ISBN : 978-2-271-08829-1, 19 nov. 2015.
-
(3) - AMY (G.), GHAFFOUR (N.), LI (Z.), LIJO (F.), LINARES (R.), MISSIMER (T.), LATTEMAN (S.) - Membrane-based seawater desalination: present and future prospects. - Desalination, 401, p. 16-21 (2017).
-
(4) - ALBASI (C.), APTEL (P.) - Les technologies membranaires. - Dans « L’eau découvert » CNRS Éditions, ISBN : 978-2-271-08829-1, 19 nov. 2015.
-
(5) - GIJSBERTSEN-ABRAHAMSE (A.J.), CORNELISSEN (E.R.), HOFMAN (J.A.M.H.) - Fiber failure frequency and causes of hollow fiber integrity loss. - Desalination, 194, p. 251-258 (2006).
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT) – Aspects théoriques : mécanismes de transfert.
-
Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT) – Aspects théoriques : perméabilité et sélectivité.
-
Filtration membranaire (OI, NF, UF) – Mise en œuvre et performances.
-
Filtration membranaire (OI, NF, UF) – Caractérisation des membranes.
ANNEXES
Dessalement de l’eau de mer : les évolutions nécessaires pour accompagner l’essor du secteur/Énergies et environnement http://www.energie.sia-partners.com http://www.lenntech.fr/
ANSES « Réutilisation des eaux grises pour des usages domestiques : une pratique à encadrer », publié le 29 avr. 2015 https://www.anses.fr
Fiche technique CEMAGREF « Les bioréacteurs à membrane pour le traitement des effluents urbains » https://epnac.irstea.fr
Projet NEOPHIL, site Pole EAU http://www.pole-eau.com
Université de Toulouse, CNRS-LGC, INSA-LISBP, Aquasource, Polymem, ABC Membranes et Ederna http://www.dailymotion.com
Agence de l’eau RMC (Rhône Méditerranée Corse) https://www.eaurmc.fr
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