Technologies clés 2010

TECHNOLOGIES CLÉS 2010 (novembre 2006)

Energie – environnement

40. Technologies de filtration membranaire (traitement de l'eau)

Description

Les membranes sont utilisées pour la filtration de fluides par différentiel de concentration ou par tamisage. Ce sont des technologies séparatives dites « physiques », qui peuvent se substituer, au moins partiellement, aux technologies traditionnelles, dites «physico-chimiques».

Le terme de filtration membranaire recouvre en fait toute une famille de procédés, qui se distinguent par la taille des «objets» qu'elles peuvent séparer, depuis les macroparticules jusqu' aux ions métalliques. On distingue la microfiltration, l'ultrafiltration, l'osmose inverse. La membrane proprement dite, semi-perméable, peut être organique (matériaux polymères) ou inorganique (céramiques).

Du fait de la multiplicité de ses applications, la filtration membranaire est de plus en plus répandue. Elle est notamment utilisée dans le domaine du traitement des eaux, en particulier pour la production d'eau potable. Les membranes peuvent constituer le cśur du traitement ou encore servir d'étape d'affinage associée à un traitement plus conventionnel (décantation, désinfection chimique ...). Fiable, modulaire, la filtration membranaire présente également l'avantage de nécessiter peu de réactifs.

Sa mise en śuvre se heurte souvent à des problèmes de colmatage, d'où l'importance des techniques de nettoyage. Plus généralement, la compréhension du fonctionnement des membranes reste à améliorer. Cela concerne les mécanismes de transport à travers la membrane, de colmatage et de vieillissement, la modélisation des procédés de filtration membranaire ...

Degré de développement :
Emergence	Croissance	Maturité

Enjeux, Impact

La directive européenne de 1998 sur les installations d'eau destinées à la consommation humaine, transposée en droit français en 2001, fixe des limites et références de qualité pour les eaux de consommation, à partir de paramètres biologiques et chimiques. La mise en śuvre des techniques membranaires peut permettre d'atteindre ces objectifs, en particulier dans le cas des polluants microbiologiques et des pesticides.

Marché

Toutes applications confondues, la France constitue le deuxième marché en Europe pour la filtration membranaire ; la microfiltration et l'ultrafiltration en représentent les trois quarts. La filtration membranaire appliquée à la potabilisation de l'eau est apparue dans les années 1990. C'est aux États-Unis que cette application s'est développée le plus rapidement.

Degré de diffusion de la technologie :
Naissance	Diffusion	Généralisation

Domaines d'application :
fabrication de produits céramiques et de matériaux de construction ; chimie, caoutchouc, plastiques ; captage, traitement et distribution d'eau ; assainissement, voirie et gestion des déchets.

Acteurs

Disciplines scientifiques : chimie du solide, matériaux, mécanique des fluides, génie des procédés, génie des matériaux.

Compétences technologiques : chimie macromoléculaire, matériaux - métallurgie, procédés techniques.

Liens avec (technologies) : mesure des polluants de l'eau prioritaires ou émergents, gestion de l'eau dans le bâtiment, modélisation, simulation, calcul, fonctionnalisation des matériaux

Principaux acteurs français

Centres de compétences : GIE Techno-membranes, LIPE (Insa Toulouse).

Industriels : Anjou Recherche, Aquasource, Degremont, Orelis, Polymem, Tami Industries ... ; CFM (Club français des membranes) (www.cfm-membrane.com) ; Société française de filtration (www.sffiltration.org) ; Syndicat national des industries de production d'eaux potables, de process et de piscines (SIEP).

Des travaux de recherche sont notamment menés dans le cadre du réseau Riteau (www.riteau.org).

Exemples d'acteurs dans le monde : Alfa Laval (Suède), Asahi Kazei (Japon), Toray Membrane (Japon), Dow (États-Unis), GE Water (États-Unis), Koch Membrane (États-Unis), US Filter (États-Unis) ...

Commentaires

Les menaces qui pèsent sur la ressource en eau, notamment de nature qualitative (nouvelles pollutions comme les perturbateurs endocriniens, par exemple), appellent des réponses toujours plus performantes. En particulier, un des principaux enjeux réside dans le développement de membranes capables de filtrer des molécules spécifiques ou des ions. De nouvelles solutions doivent être mises au point, notamment en faisant appel aux micro et aux nanotechnologies. La France bénéficie d'une excellente position sur ces sujets. Elle doit encourager ces activités fortement créatrices de valeur ajoutée.