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RÉSUMÉ
Les ressources en eau douce sont limitées : l’accroissement de la population et le développement industriel font craindre une rupture des ressources en eau aux conséquences très graves, car l’eau ne possède aucun substitut. Le traitement des eaux, notamment par des opérations de séparation par membranes (osmose inverse OI, nanofiltration NF, ultrafiltration UF), contribue à la qualité de l’eau et au final à la quantité distribuée. Cet article s’intéresse aux procédés de potabilisation des eaux de mer, mais aussi des eaux douces, effectuées par ces techniques. Sont également détaillées les opérations de filtration membranaire permettant de contrôler la pollution des effluents.
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Philippe APTEL : Directeur de recherches Procédés de Séparation et Membranes (Laboratoire de génie chimique) Université Paul-Sabatier (Toulouse)
INTRODUCTION
Au XXe siècle, la population mondiale a triplé et la consommation d’eau a sextuplé. Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, chaque année, 3,4 millions de personnes, principalement des enfants, meurent de maladies (essentiellement diarrhée et malaria) dues à la mauvaise qualité de l’eau et 2,4 milliards de personnes manquent d’eau pour leur besoin d’hygiène élémentaire. Les ressources en eau douce sont limitées : l’accroissement prévisible de la population (70 % de la consommation d’eau est destinée à l’agriculture et 10 % pour l’usage domestique), le développement industriel (l’industrie consomme 20 % de l’eau produite), 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.
Qualité de l’eau distribuée et quantité suffisante sont donc les mots clés à considérer pour le traitement des eaux. Les opérations de séparation par membranes (osmose inverse OI, nanofiltration NF, ultrafiltration UF) sont bien placées pour aider à résoudre ces problèmes. 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. Introduites dans le traitement des eaux usées, ces opérations de séparation permettent un recyclage ou/et une réutilisation de l’eau réglant ainsi, en partie, le problème de la quantité.
Le lecteur pourra trouver un complément d’information concernant ces techniques dans les dossiers Techniques séparatives à membranes- Considérations théoriques à Filtration membranaire (OI, NF, UF)- Applications diverses.
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- Version courante de août 2017 par Christel CAUSSERAND, Claire ALBASI, Hélène ROUX DE BALMANN
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1. Potabilisation. Dessalement des eaux de mer et des eaux saumâtres
1.1 Place de l’osmose inverse par rapport aux autres procédés de dessalement
Les usines de dessalement actuellement en service font appel à deux grandes familles de procédés :
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les procédés par évaporation (essentiellement distillation flash et distillation à multiples effets) (cf. Distillation. Absorption- Étude pratique et Dessalement de l’eau de mer, références et ) ;
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les procédés de séparation par membranes (essentiellement osmose inverse).
Les eaux traitées sont soit des eaux de mer (salinité comprise entre 30 et 50 g/L), soit des eaux saumâtres souterraines ou de surface (salinité comprise entre 1 et 10 g/L) ; l’eau dessalée est utilisée pour des besoins domestiques et industriels, voire agricoles.
Pour les eaux saumâtres, l’osmose inverse est le procédé généralement retenu alors que, pour les eaux de mer, ce sont d’abord la nature et le coût de l’énergie disponible qui orientent le choix vers une technologie plutôt que vers une autre : la distillation utilise principalement de l’énergie thermique à basse température et de ce fait n’est économique que lorsqu’elle est couplée à une centrale...
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Potabilisation. Dessalement des eaux de mer et des eaux saumâtres
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DIAZ-CANEJA (J.), FARINAS (M.), JIMENEZ (A.) - Spanish cost data illustrate RO’s competiveness (les coûts illustrent la compétitivité pour l’osmose inverse en Espagne) - . Desalination & Water Reuse, 15 (1), p. 10-17 (mai-juin 2005).
-
(2) - AWERBUCH (A.) - Hybrids plants : integration of resources and technology - . Desalination & Water Reuse, 15 (1), p. 17-28 (mai-juin 2005).
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(3) - Mémento technique de l’eau - . 2 volumes (10e édition) Degrémont/Lavoisier (2005).
-
(4) - ZEMAN (L.J.), ZYDNEY (A.L.) - Microfiltration and ultrafiltration : principle and applications - . 618 p. Marcel Dekker New-York (1996).
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(5) - BAKER (R.W.) - Membrane technology and applications - . 538 p. John Wiley & Sons (2004).
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(6) - MAUREL (A.) - Dessalement de l’eau de...
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