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.
L'expertise technique et scientifique de référence
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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Différents concepts de couplage
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4. Traitement des effluents et des eaux résiduaires
Les opérations de séparation par membranes sont aujourd’hui largement répandues dans le domaine des « eaux usées », qu’elles soient d’origine industrielle ou domestique. Leur modularité et leur fiabilité en font une opération unitaire de choix pour contrôler et maîtriser les pollutions des effluents, qu’il s’agisse de pollutions conventionnelles caractérisées par des paramètres globaux (MES, DCO...) ou émergentes (micropolluants organiques, persistants...). Dans tous les cas, la mise en œuvre des membranes suit les mêmes règles et contraintes que celles vues précédemment pour la production d’eau potable (§ 3). Les phénomènes limitants, en particulier le colmatage, sont induits par des fluides plus chargés et leur maîtrise reste énergétiquement dispendieuse. Cependant et en particulier en couplage avec des procédés énergétiquement peu gourmands (biologiques, par exemple), les procédés à membrane, dits alors « hybrides », ont déjà fait de larges preuves. Le choix de l’utilisation de membranes, dans une filière existante ou en création, fait l’objet d’une étude au cas par cas dans un contexte donné. En effet, le coût de l’eau est tel aujourd’hui qu’il reste difficile de rentabiliser un projet de réutilisation sur la seule base d’une économie en eau. Ainsi, le recyclage de l’eau est rarement envisagé seul et une approche systémique des installations, aussi bien en termes d’économie d’eau que d’économie d’énergie et de réduction ou de valorisation des déchets, est privilégiée, approche dans laquelle les membranes trouvent toute leur place.
Les investissements nécessaires à l’installation d’un traitement membranaire sont dépendants du volume à traiter. Le tableau ...
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Traitement des effluents et des eaux résiduaires
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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