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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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3. Transport de matière au travers d’une membrane
Sous l’action d’une force agissante, le passage ou l’arrêt des substances s’effectue d’après la possibilité de traversée par convection, par migration ou par diffusion.
La sélectivité de la membrane artificielle dépend donc de son aptitude à distinguer les substances par effet stérique, par exclusion ionique ou par solubilisation préférentielle.
Cependant, il faut remarquer qu’il est d’abord indispensable que la force appliquée ait un effet sur la substance considérée.
De plus, il faut que la substance se trouve dans un milieu fluide pour pouvoir se mouvoir. Le tableau 1 indique en bleu les états de la matière concernés.
Finalement, selon le type de membrane utilisé, l’état physique des substances à séparer et la forme d’énergie mise en œuvre, la séparation fine réalisée est différente . Aussi est-il habituel de distinguer, dans le cadre de l’intersection membrane-énergie-milieu (MEM) et faute de méthodes plus rationnelles, les membranes artificielles d’après le procédé pour lequel elles ont été conçues.
Le tableau 2 résume la plupart des applications actuelles.
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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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