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Obtention d’eau potable à  partir des eaux de pluies.


par Freddy WABENGA SELEMANI
Institut supérieur pédagogique et technique de Kinshasa - Licence en pédagogie et techniques appliquées 2018
  

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2. 3. 2. 1 Pression osmotique:

L'osmose est le transfert de solvant à travers une membrane sous l'effet d'un gradient de concentration. Si on considère un système à deux compartiments séparés par une membrane semi-sélective et contenant deux solutions de concentrations différentes, l'osmose se traduit par un flux d'eau dirigée de la solution diluée vers la solution concentrée.

Si on applique une pression sur la solution concentrée, la quantité d'eau transférée par osmose va diminuer. Avec une pression suffisamment forte, le flux d'eau va même s'annuler: cette pression est nommée la pression osmotique P (en faisant l'hypothèse que la solution diluée est de l'eau pure).

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Fig. III- 9 : principe d'osmos.

2. 3. 2. 2. Mécanisme diffusionnel:

En osmose inverse les transferts de solvant et de soluté se font par solubilisation

- diffusion: toutes les espèces moléculaires (soluté et solvant) se dissolvent à travers la membrane et diffusent à l'intérieur de celle-ci comme dans un liquide sous l'action d'un gradient de concentration et de pression. Le transfert ne dépend donc plus de la dimension des particules mais de leur solubilité dans le milieu membranaire. Les séparations sont donc d'origine chimique et sont liées au pouvoir solvant de la membrane.

La sélectivité des membranes d'osmose inverse pour les différentes espèces chimiques dépend de leur possibilité de solvatation par l'eau. Les espèces les plus fortement solvatées ont un taux de rejet toujours plus important. On peut en tirer les indications suivantes:

· les ions sont mieux retenus que les molécules.

· les protéines ont une rétention plus faible pour des pH proches du point isoélectrique.

· pour les acides faibles, le taux de rejet est élevé lorsque le pH est supérieur au pK.

· pour des ions de valence différente, le taux de rejet croît avec la valence des ions.

· pour des ions de même valence, le taux de rejet diminue si leur masse molaire augmente.

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2.3.3. MEMBRANES

III. 2.3.3.1. Constitution et assemblage en modules:

Fig. III- 10 : Constitution de la membrane

Une membrane est une très mince couche de matière qui permet, sous l'action d'une force motrice, de faire une séparation à l'échelle microscopique

La force motrice peut être une différence de pression, de potentiel électrique ou de concentration de part et d'autre de la membrane. Les procédés principalement utilisés pour produire de l'eau potable sont généralement classés suivant 4 catégories:

Fig. III- 11 :Filtre à membrane

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Les membranes sont caractérisées par leurs qualités de stabilité chimique (pH, oxydants, dichlore ...), de stabilité thermique (important facteur pour les utilisations biologiques où il y a stérilisation en autoclave), de stabilité microbiologique (dégradation bactérienne pour les membranes en acétate de cellulose) et de résistance mécanique. Leur coût intervient dans 40 à 50 % de l'investissement d'une unité d'osmose inverse.

Pour être mises en oeuvre les membranes doivent être montées dans des supports appelés modules. Une enceinte résistant à la pression est toujours nécessaire. On trouve trois types principaux:

Fig. III- 12 : Membrane proprement dite

· module spirale: une membrane plane est enroulée autour d'un tube creux collecteur de perméat.

· module tubulaire: une membrane tubulaire est fixée sur un support poreux.

· module à fibres creuses: les fibres en U sont mises en faisceau et assemblées de façon à réaliser l'étanchéité aux deux extrémités du module. Le liquide à traiter circule perpendiculairement à l'axe des fibres tandis que le concentrat est recueilli 5 dans une enceinte qui enveloppe le faisceau et permet son évacuation à une des extrémités du module. Le perméat s'écoule à l'intérieur de chacune des fibres puis dans un collecteur.

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"Il faut répondre au mal par la rectitude, au bien par le bien."   Confucius