Nettoyage et décolmatage des membranes de filtration

Quels que soient les procédés à membranes, les matériaux membranaires et les fluides filtrés, force est de constater qu'un colmatage plus ou moins important se met en place de façon systématique au cours de la filtration (tangentielle comme frontale). Outre la limitation du flux et la modification de la sélectivité des transferts à travers la membrane, le colmatage, lorsqu'il est d'origine organique, constitue un apport nutritif aux micro-organismes qui, s'ils ne sont pas éradiqués, sont alors libres de se développer dans les équipements, provoquant potentiellement des problèmes de sécurité sanitaire des productions suite à l'installation quasi irréversible d'un biofilm que l'on peut définir comme des micro-organismes enchâssés dans un « ciment » d'exopolysaccharides  [1] . Ce constat général peut cependant être nuancé selon les applications.

Dans le domaine de la filtration d'eau, le fluide d'intérêt est le perméat. Celui-ci, ayant passé la barrière physique de la membrane, efficace pour la rétention des bactéries (microfiltration, MF) et éventuellement des virus (ultrafiltration de l'ordre de 30 kg · mol ^–1 , UF), présente peu de risques de contamination, d'autant plus que la législation oblige à une désinfection complémentaire, les membranes n'étant pas agréées comme procédé de désinfection. La problématique de la production (UF, MF) est alors beaucoup plus axée sur la gestion des flux qui se traduit par une mise en œuvre originale faisant appel à des rétrofiltrations régulières (inversion du flux qui circule alors du perméat vers le rétentat) avec une fréquence variable selon l'origine de l'eau à traiter. Ce décolmatage physique régulier, accompagné d'un faible taux de chlore, permet le maintien de flux de production acceptables et retarde la mise en œuvre du nettoyage chimique qui peut n'intervenir qu'une fois par semaine  [2] .

Les membranes spirales de nanofiltration (NF) et d'osmose inverse (OI) constituent un cas particulier dans ce paysage, car les matériaux membranaires, généralement en polyamide, sont rapidement dégradés par les désinfections en milieu oxydant : les produits de désinfection tels que le chlore hydrolysent de façon irréversible les liaisons covalentes de la matrice polymère et fragilisent la peau active. Ainsi, les membranes de NF sont peu désinfectées bien que régulièrement nettoyées  [3]...