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Auteur(s)
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Rémy AUDINOS : Professeur des universités - Ingénieur du Génie chimique de Toulouse
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Les membranes artificielles semi-perméables (ou à perméabilité sélective ou encore permsélectives) sont progressivement utilisées par les industries les plus diverses dans des domaines de plus en plus nombreux et variés.
Cet usage universel, surtout pour réaliser des séparations fines, nécessite que soient connues les performances des membranes. Les deux propriétés primordiales d’une membrane sont sa perméabilité et sa sélectivité. Toutefois, compte tenu de la façon originale dont sont effectués ou empêchés les transports de matière ou les transferts d’énergie au travers du matériau de la membrane, les performances ne peuvent être indiquées, à l’heure actuelle, que pour des conditions d’emploi spécifiques. Aussi n’existe-t-il pas, à quelques exceptions près, de méthodes normalisées pour repérer ces performances.
Par suite, les valeurs numériques indiquées dans les tables sont celles données par le fabricant de la membrane avec, comme souci, une certaine harmonisation qui devrait inciter à une présentation universelle des performances. C’est pourquoi seuls ont été utilisés, dans tous les articles de cette rubrique et autant que possible, les unités du système international et leurs symboles.
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1. Fabrication des membranes
Une membrane artificielle à perméabilité sélective est une structure matérielle mince obtenue à la suite de traitements chimiques ou physiques appropriés, de composés inorganiques ou organiques, distincts, associés ou combinés, issus de synthèse ou naturels .
La structure peut être continue ou discontinue. L’absence de matériau membraneux constitue un pore. La membrane peut donc être poreuse ou non poreuse. Généralement, en vue d’une meilleure sélectivité, une membrane poreuse est confectionnée de façon à comporter une distribution des diamètres des pores centrée autour d’une seule valeur :
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soit un diamètre inférieur à 2 (1,5 à 1,6) nm environ dans le cas des micropores ;
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soit un diamètre compris entre 2 et 50 (1,8 à 1,9 et 100 à 200) nm dans le cas des mésopores ;
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soit, enfin, une taille supérieure à 50 (100 à 200) nm dans le cas des macropores .
Les supermicropores ont un diamètre compris entre 0,6 et 2 (0,6 à 0,7 et 1,5 à 1,6) nm.
pour les mésopores, la limite supérieure est soit 50 nm, soit comprise entre 100 et 200 nm, selon les auteurs.
Les membranes dépourvues de pores sont des membranes denses ; toutefois, ce terme sert parfois à qualifier des membranes comportant des micropores.
Pour obtenir une perméabilité sélective élevée, compatible avec un usage industriel, il est nécessaire que la barrière...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MAUREL (A.) - Techniques séparatrices à membranes - Osmose inverse, nanofiltration, ultrafiltration, microfiltration tangentielle. Considérations théoriques. - J 2 790. Traité Génie des procédés, vol. J2II (1993).
-
(2) - MAUREL (A.) - Osmose inverse et ultrafiltration - Technologie et applications. - J 2 796, J 2 797, Doc. J 2 798. Traité Génie des procédés, vol. J2II (1989).
-
(3) - CHARPIN (J.), AGOSTINI (J.-P.) - Perméation gazeuse - . J 2 800. Traité Génie des procédés, vol. J2II (1991).
-
(4) - BONNIN (A.) - Électrodialyse - . J 2 840. Traité Génie des procédés, vol. J2II (1988).
-
(5) - AUDINOS (R.) - Membranes semi-perméables. Membranes échangeuses d’ions - . Membranes semi-perméables- Membranes échangeuses d’ions. Traité Constantes physico-chimiques, vol. K2 (1999).
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