Procédés membranaires
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Le tableau 7.1 récapitule les principales caractéristiques des quatre techniques
membranaires qui sont étudiées dans ce chapitre et les procédés classiques qui peuvent
être en concurrence. D’une manière générale, plus le diamètre des pores de la membrane est faible et donc plus les espèces à retenir sont petites, plus la pression à
appliquer est grande et les flux de perméat faibles. Le rôle de la pression osmotique est
négligeable pour la microfiltration et l’ultrafiltration mais est important pour l’osmose
inverse. En effet, la pression osmotique de l’eau de mer, par exemple, est de l’ordre de
25 bar. Il faudra donc travailler à des pressions supérieures à 25 bar pour déminéraliser l’eau de mer.
Tableau 7.1. Comparaison des différentes techniques membranaires en fonction de
leurs caractéristiques. (D’après P. Aimar, P. Bacchin, A. Maurel, (2010), Filtration
membranaire (01, NF, UF, MFT) - Aspects théoriques : perméabilité et sélectivité, Les
Techniques de l’ ingénieur, J 2 790,1-20).
Osmose inverse Nanofiltration Utrafiltration Microfiltration
Diamètre
des pores
(nm)
Dense
Environ 1
là 100
100 à 10 000
Espèces
retenues
Sels
Petites
molécules
Macromolécules
Colloïdes
Particules
Colloïdes
Pression
appliquée
(bar)
30 à 80
10 à 40
là 12
0,1 à 1
Rôle de la
pression
osmotique
Importante
Moyenne
Faible
Négligeable
Flux de
perméat
(LJi-'m2)
10 à 60
50 à 100
50 à 500
150 à 1500
Procédés
concurrents
Évaporation,
Échange d’ions
Échange d’ions,
Chromatographie
Précipitation
chimique,
Chromatographie
sur gel
Centrifugation,
Décantation
2. Notions théoriques
2.1. Grandeurs caractéristiques d’une membrane
L’efficacité d’une membrane est caractérisée par sa productivité (capacité) et
son efficacité de séparation. Ces caractéristiques s'expriment dans les grandeurs
suivantes.