Jean-Pierre mericq vendredi 9 décembre à 10h30

Vous êtes cordialement invités à la soutenance de la thèse de
Jean-Pierre MERICQ
Vendredi 9 décembre à 10h30

Amphi Fourier, INSA Toulouse

Approche intégrée du dessalement d’eau de mer : Distillation membranaire sous vide pour la réduction des rejets salins et possibilités de couplage avec l’énergie solaire

Résumé

Le problème de pénurie en eau potable se pose encore de nos jours dans de nombreux pays. Du fait de l’importance de la ressource en eau présente dans les océans, la solution du dessalement de l’eau de mer est en constant progrès. Ce dessalement se fait actuellement majoritairement par osmose inverse. Cependant, ce procédé membranaire est limité en facteur de concentration en raison de la pression osmotique de l’eau de mer qui augmente avec la concentration en sels. Il en résulte des volumes importants de rejets salins des concentrats dans l’eau de mer ce qui perturbe l’équilibre du milieu naturel. Une approche originale a été proposée dans le cadre du projet européen MEDINA afin de réduire ces rejets. Il s’agit de l’utilisation du procédé de distillation membranaire sous vide (DMV) au sein d’une filière intégrée d’OI. En effet, la DMV permet d’opérer à de fortes concentrations en sels et elle peut également être couplée avec l’énergie solaire dans un objectif d’économie d’énergie.

La démarche adoptée dans cette étude consiste à étudier l’utilisation de la DMV pour des eaux très concentrées en sels, à la fois des eaux synthétiques mais aussi des eaux réelles (eaux de mer et rétentats d’osmose inverse). Une double approche à la fois expérimentale (à l’aide d’un pilote à échelle laboratoire) et théorique (par un outil de modélisation) a été utilisée.

Les résultats ont montré l’intérêt pour la DMV dans la surconcentration des rétentats d’OI. En effet, la DMV peut travailler à des fortes concentrations en sels jusqu’à 300 g/L tout en maintenant des flux de perméat encore important (7 L/h/m²) et un perméat avec une très faible salinité (taux de rejet en sels de 99,96%). Les volumes de rejets peuvent ainsi être réduits par 5 et le taux de conversion augmentait jusqu’à presque 90%. Les phénomènes de colmatages (cristallin, organique et biologique) sont également limités. Des dépôts de cristaux de sels ont pu être observés et analysés. Des mécanismes de cristallisation ont été proposés, notamment le rôle majeur du calcium.

Le couplage de la DMV avec des technologies solaires thermiques permet une réduction importante de la demande énergétique. Les utilisations d’étangs solaires à gradient de salinité et de collecteurs solaires thermiques ont été comparée et ont montré les potentialités intéressantes des collecteurs solaires thermiques en termes de température atteinte et donc de flux de perméat.
Mots-Clés: distillation membranaire sous vide, dessalement de l’eau de mer, hautes concentrations en sels, rétentats d’osmose inverse, énergie solaire
Etablissement d’inscription : INSA Toulouse

Composition du Jury:
José Sanchez-Marcano, Directeur de recherche à l’IEM de Montpellier (France)

Slimane Gabsi, Professeur à l’ISBS de Sfax (Tunisie)

Alessandra Criscuoli, Chargée de recherche à l’ITM-CNR de Rende (Italie)

Michel Meyer, Professeur à l’ENSIACET de Toulouse (France)

Jerome Leparc, Ingénieur de recherche à Véolia Anjou-Recherche (France)

Christopher Buckley, Professeur à l’Université du KwaZulu-Natal de Durban (Afrique du Sud)

Corinne Cabassud, Professeur à l’INSA Toulouse (France)

Stéphanie Laborie, Maître de Conférence à l’INSA Toulouse (France)