L'osmose inverse (RO) est une technologie de séparation par membrane qui peut éliminer le sel et d'autres substances dissoutes de l'eau en appliquant une pression. L'osmose inverse a été largement utilisée pour le dessalement de l'eau de mer, le dessalement de l'eau saumâtre, la purification de l'eau potable et la réutilisation des eaux usées.
L'histoire derrière la membrane d'osmose inverse
Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne une membrane d'osmose inverse ? Comment peut-il filtrer le sel et les autres impuretés de l’eau, la rendant ainsi potable et propre ? Eh bien, l’histoire derrière cette invention étonnante est assez fascinante et implique des mouettes curieuses.
Tout a commencé dans les années 1950, lorsqu’un scientifique nommé Sidney Loeb travaillait à l’Université de Californie à Los Angeles. Il s'intéressait à l'étude du processus d'osmose, qui est le mouvement naturel de l'eau à travers une membrane semi-perméable, d'une région à faible concentration de soluté à une région à forte concentration de soluté. Il souhaitait trouver un moyen d'inverser ce processus et de faire passer l'eau d'une concentration élevée en soluté à une faible concentration en soluté, en utilisant une pression externe. Cela lui permettrait de dessaler l'eau de mer et de produire de l'eau douce destinée à la consommation humaine.
Cependant, il était confronté à un défi majeur : trouver une membrane appropriée, capable de résister à la haute pression et à l'encrassement par le sel et d'autres contaminants. Il a essayé différents matériaux, tels que l’acétate de cellulose et le polyéthylène, mais aucun d’entre eux n’a donné de bons résultats. Il était sur le point d'abandonner lorsqu'il remarqua quelque chose d'étrange.
Un jour, il se promenait le long de la plage et il aperçut une volée de mouettes survolant l'océan. Il a observé qu'ils plongeaient dans l'eau, attrapaient du poisson, puis retournaient au rivage. Il se demandait comment ils pouvaient boire de l’eau de mer sans tomber malade ni se déshydrater. Il a décidé d’approfondir ses recherches et a découvert que les mouettes avaient une glande spéciale près de leurs yeux, appelée glande de sel. Cette glande sécrète l'excès de sel de leur sang, par les narines, sous forme de solution salée. De cette façon, ils peuvent maintenir leur équilibre hydrique et éviter les intoxications par le sel.
Depuis lors, la technologie RO est entrée dans une période de développement rapide et s’est progressivement orientée vers la commercialisation. En 1965, le premier système commercial d’osmose inverse a été construit à Coalinga, en Californie, produisant 5 000 gallons d’eau par jour. En 1967, Cadotte a inventé la membrane composite à couche mince en utilisant la méthode de polymérisation interfaciale, qui a amélioré les performances et la stabilité des membranes RO. En 1977, FilmTec Corporation a commencé à vendre des éléments membranaires de type sec, offrant une durée de stockage plus longue et un transport plus facile.
De nos jours, les membranes RO sont disponibles en différents types et tailles, en fonction de la qualité de l'eau d'alimentation et des exigences de l'application. De manière générale, il existe deux principaux types de membranes RO : à enroulement en spirale et à fibres creuses. Les membranes enroulées en spirale sont constituées de feuilles plates enroulées autour d'un tube perforé, formant un élément cylindrique. Les membranes à fibres creuses sont constituées de tubes minces à âme creuse, formant un élément de faisceau. Les membranes enroulées en spirale sont plus couramment utilisées pour le dessalement de l'eau de mer et de l'eau saumâtre, tandis que les membranes à fibres creuses sont plus adaptées aux applications à basse pression telles que la purification de l'eau potable.
Pour choisir la bonne membrane RO pour une application spécifique, plusieurs facteurs doivent être pris en compte, tels que :
- Rejet de sel : Le pourcentage de sel éliminé par la membrane. Un rejet de sel plus élevé signifie une meilleure qualité de l’eau.
- Flux d'eau : La quantité d'eau qui traverse la membrane par unité de surface et de temps. Un flux d’eau plus élevé signifie une productivité plus élevée et une consommation d’énergie réduite.
- Résistance à l'encrassement : Capacité de la membrane à résister à l'encrassement par les matières organiques, les colloïdes, les micro-organismes et les minéraux calcaires. Une résistance à l'encrassement plus élevée signifie une durée de vie plus longue de la membrane et des coûts de maintenance réduits.
- Pression de fonctionnement : La pression nécessaire pour faire passer l'eau à travers la membrane. Une pression de fonctionnement plus faible signifie une consommation d’énergie et un coût d’équipement inférieurs.
- pH de fonctionnement : La plage de pH que la membrane peut tolérer sans dommage. Un pH de fonctionnement plus large signifie plus de flexibilité et de compatibilité avec différentes sources d’eau d’alimentation.
Différentes membranes RO peuvent avoir des compromis différents entre ces facteurs, il est donc important de comparer leurs données de performance et de sélectionner celle la plus adaptée en fonction des conditions d'application spécifiques.
Heure de publication : 02 novembre 2023