La plupart des fabricants de membranes recommandent en matière de traitement d’eau potable et pour celles qui sont constituées de fibres creuses, une valeur inférieure à 3 ; pour celles qui sont enroulées en spirale, une valeur inférieure à 5 est acceptable. Or nous venons de mettre au point une nouvelle gamme de filtres de haute efficacité dénommée Profile (figure 1) alliant les avantages du filtre en profondeur (capacité importante de rétention en poids des contaminants) à la sécurité d’un seuil de rétention absolu.
C’est ainsi que des essais effectués sur banc-test par la société Degrémont à la plate-forme d’essais de Colombes ont confirmé qu’une telle cartouche de 254 mm de longueur, de seuil de rétention 5 µm, soumise à un débit de 1 m³/h, réduisait l’indice de colmatage d’une eau, initialement compris entre 13 et 15, à une valeur d’environ 3 ; les indices d’autres échantillons de valeur 7 et 8 ont de même été ramenés à 2 (tableau 1).
Tableau 1 :
Résultats d’essais Degrémont (plate-forme de Colombes)
Filtre Profile 5 µm — Débit 1 m³/heure
Essai n° 1
| Indice de colmatage |
Indice de colmatage |
| Échantillons |
Entrée filtre |
Sortie filtre |
| 1ᵉʳ échantillon |
14 |
3 |
| 2ᵉ échantillon |
13 |
3 |
Essai n° 2
| Indice de colmatage |
Indice de colmatage |
| Échantillons |
Entrée filtre |
Sortie filtre |
| 1ᵉʳ échantillon |
7 |
2 |
| 2ᵉ échantillon |
8 |
2 |
Par ailleurs, des tests effectués dans l’industrie ont montré que l’emploi de ces cartouches permettait de faire chuter considérablement les indices. Le tableau 2 présente une moyenne des résultats obtenus lors de cette seconde série d’essais.
Tableau 2 — Essais industriels
| Filtre Profile |
Seuil de rétention absolue* |
Indice à l’entrée du filtre |
Indice en sortie de filtre |
| RF 400 |
40,0 µm |
15-35 |
10-12 |
| RF 100 |
10,0 µm |
10-15 |
5 |
| RF 050 |
5,0 µm |
10-15 |
3 |
| RF 030 |
3,0 µm |
10-15 |
3 |
* Il y a lieu de noter que les filtres sont donnés avec un seuil de rétention absolu quand le rapport de filtration ß est supérieur à 5 000. Celui-ci est déterminé comme étant le rapport entre le nombre de particules supérieur à une dimension donnée qui entre dans l’élément filtrant et le nombre qui en sort ; ces nombres sont rapportés à un même volume de référence, par exemple :
ß 10 = 5 000 soit :
5 000 particules en amont > 10 µm
1 particule en aval > 10 µm
La capacité de faire chuter efficacement les indices de colmatage de l’eau est liée à la structure du médium filtrant, dont les pores sont parfaitement définis et non déformables ; en outre, cette structure originale fait que ces cartouches présentent des avantages majeurs pour des applications industrielles :
- une exclusivité technologique
Profile se compose (figure 2) :
- d’une partie externe, où le diamètre des pores varie continuellement et graduellement, depuis la partie amont jusqu’à la partie assurant un seuil de rétention absolu,
- d’une partie interne, où le diamètre des pores est uniforme. Cette section assure un seuil de rétention absolu.
Contrairement à tout ce qui s’est fait jusqu’à présent, le diamètre de la fibre de l’élément Profile n’est pas constant : on obtient ainsi une densité et une compressibilité uniformes. Le filtre présente une plus grande porosité, donc une meilleure durée de vie.
[Photo : Fig. 1 — Les filtres Profile.]
— un atout essentiel : l’absence de relargage des contaminants retenus
De nombreux filtres en profondeur sont constitués de fibres agglomérées ou bobinées ; or ces dernières peuvent être décrochées du médium filtrant et entraînées dans le filtrat ; d’autre part, il est fréquent que, sous l'effet d'une variation de débit ou de pression, ils relarguent une part importante des contaminants retenus.
Ce n’est pas le cas de nos cartouches, lesquelles, fabriquées à partir de filaments continus réalisés entièrement en polypropylène, sans liants ni surfactants, sont constituées de telle sorte que les risques de relargage de contaminants et de médium filtrant sont totalement éliminés.
De par les avantages décrits précédemment, l'installation de nos appareils fait chuter sensiblement les coûts d’exploitation des chaînes de traitement d'eau, les opérations d’entretien étant considérablement réduites.
D’autre part leur installation a permis dans de nombreux cas d’éliminer les problèmes posés par les développements excessifs de micro-organismes dans les centrales de déminéralisation (notamment algues dans les canalisations et les résines échangeuses d'ions) et de protéger de façon efficace les filtres stérilisants dont la durée de vie s’est trouvée considérablement allongée.
Ils constituent ainsi un apport essentiel à la technique du traitement des eaux par osmose inverse.
AnnexeDétermination de l’indice de colmatage d'une eau
1. Appareillage.
Reproduit sur la figure 3, il utilise une membrane à 0,45 μm de 47 mm de diamètre ; il nécessite en outre l'emploi d'une éprouvette graduée de 500 ml et d'un chronomètre.
Principe de la mesure
L'eau est filtrée sur la membrane sous pression constante de 2 bars. Les matières colmatantes sont retenues par le filtre et le débit de l'eau diminue en conséquence. On mesure la durée (t) nécessaire pour le passage de 100 ml (ou 500 ml) aux quatre temps suivants : 0, 5, 10, 15 minutes. Ces valeurs permettent alors de calculer par la méthode ci-après un indice qui donne une bonne idée du caractère plus ou moins colmatant de l'eau.
Section externe
(Diminution progressive de la taille des pores)de l'extérieur vers l'intérieur
Section interne
Filtration finale(Seuil de rétention absolu)
[Figure : Schéma de la construction de la cartouche.]
2. Mode de calcul de l’indice
La valeur de l’indice est donnée par la formule
I = (1 / (T × t)) × 100
dans laquelle on a :t₀ = durée de passage de l'échantillon au temps 0t = durée de passage de l’échantillon au temps 5, 10 ou 15T = 5, 10 ou 15 (suivant le cas)
On calcule tout d’abord :
I = (t₀ / t₁₅ − 1) × 100 (1)
Si le résultat est supérieur à 0,2, l’indice sera déterminé par la formule :
I = (t₀ / t₁₅ − 1) × 100
[Figure : Schéma de l'installation de mesure de l'indice de colmatage d'une eau.]
Dans le cas contraire, cela signifie que l'eau est colmatante et la valeur donnée par la formule (1) n’est pas assez représentative ; il faut alors procéder aux ajustements ci-après :
On calcule
I = (t₀ / t₁₀) × 100
Si le résultat est inférieur à 0,2 (eau très colmatante), l'indice sera de même déterminé par la formule :
I = (t₀ / t₅) × 100
3. Valeurs repères
Suivant la valeur de I déterminée ci-dessus, l'eau examinée se classe comme suit :
- 0 à 3 : non colmatante
- 3 à 6 : peu colmatante
- 6 à 20 : très colmatante
Note de l’auteur : nous remercions la Société Degrémont de nous avoir autorisés à publier le résultat des essais qu'elle a effectués sur nos filtres.
