III. Les procédés de dessalement
1. Généralités
On distingue deux grandes catégories (Ghaffour, 2006):
la première catégorie renferme les procédés
thermiques ou de distillation faisant intervenir un changement de phase
(liquide/vapeur) dont essentiellement des procédés majeurs (MSF :
Multi Stage Flash et MED : Multi Effect Distillation) et des
procédés mineurs (congélation, distillation solaire et
distillation membranaire). La deuxième catégorie comporte les
procédés membranaires.
2. Les procédés membranaires
Les techniques séparatives à membranes sont des
procédés physiques de séparation qui utilisent les
propriétés de sélectivité moléculaire d'une
membrane poreuse semi-perméable
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(Maurel, 1993 ; Berland et Jurey, 2002). Ce transfert
s'effectue sous l'action d'une force motrice, qui peut être un gradient
de potentiel électrique, de concentration ou de pression. Dans ce
dernier cas, les procédés concernés sont regroupés
sous le terme « procédés baromembranaires » et la force
agissante qui consiste en une différence de pression appliquée de
part et d'autre de la membrane est appelée pression transmembranaire :
PTM (Lebleu, 2007). En fonction de la taille des pores de la membrane mise en
oeuvre, on distingue quatre procédés baromembranaires (fig 12).:
la microfiltration (MF), l'ultrafiltration (UF), la nanofiltration (NF) et
l'osmose inverse (OI)
Fig.12 : Classification des procédés
baro-membranaires en fonction de la taille des pores
(Lebleu, 2007)
2.1. L'osmose inverse
2.1.1. Principe
L'osmose inverse est un procédé de filtration
tangentielle qui permet l'extraction d'un solvant, le plus souvent l'eau, par
perméation sélective à travers une membrane sous l'action
d'un gradient de pression (STIEE, 2005 ; Sagne, 2008). Elle s'oppose au
phénomène naturel d'osmose qui tend à transférer le
solvant d'une solution diluée vers une solution concentrée mises
en contact par une membrane sélective sous l'action du gradient de
concentration (Fig 13). Lorsqu'une pression est appliquée sur le
compartiment le plus concentré, le flux de solvant diminue
jusqu'à s'annuler pour une pression égale à la pression
osmotique de la solution. Lorsque la pression appliquée est
supérieure à cette pression osmotique, le flux s'inverse : c'est
le phénomène d'osmose inverse. La pression efficace correspond
donc à la pression transmembranaire diminuée de la
différence de pression osmotique (All) de part et d'autre de la
membrane.
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Fig. 13 : Principe des phénomènes
d'osmose et d'osmose inverse (Allard, 1984)
Pour les solutions diluées, considérées
comme thermodynamiquement idéales, la pression osmotique est
calculée à partir de l'équation de Van't Hoff :
Ð = i C R T avec :
II: pression osmotique de la solution, Pa
C : concentration molaire de la solution
R : constante des gaz parfait, 8,314
J.mol-1.K-1 (0.082 l.bar.
mol-1.K-1)
T : température, K
i : nombre d'ions dissociés dans le cas d'un
électrolyte
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