Déminéralisation par osmose inverse
L'eau qui circule dans une chaudière doit être traitée, avec un traitement plus ou moins poussé selon les caractéristiques de l'installation. Le but du traitement est :
d’exploiter la chaudière dans des conditions de sécurité optimale,
d’exploiter la chaudière de façon économique pour une durée maximale (limiter les indisponibilités, les coûts de remplacement de tubes ou aubes turbine lié à la chimie de l’eau, les coûts de produits de conditionnement)
La pratique habituelle est donc de traiter l’eau en différentes étapes depuis sa source (eau brute) jusqu’à son entrée en chaudière puis elle sera surveillée avec des purges (en présence d'un ballon) et par injection de produits de traitements en différents points du cycle.
La déminéralisation est l'une des dernières étapes, elle permet d'atteindre une conductivité très basse.
La déminéralisation par technique membranaire (osmose inverse par exemple) repose sur le principe suivant : une membrane (matériau mis sous forme de parois minces de 0.05 à 2 mm) oppose une résistance sélective au transfert des différents constituants d’un fluide (des ions) et permet la séparation de certains éléments composant ce fluide.
Elle met en jeu un film de faible épaisseur semi-perméable à-travers lequel passeront les plus petites molécules d’eau mais pas la plupart des corps dissous
Le but de l'osmose est d’atteindre une concentration identique de part et d’autre de la membrane semi-perméable ; pour cela, l'eau, molécule de petite taille, va migrer de la zone la moins concentrée vers la zone la plus concentrée (les autres molécules, de plus grosses taille, restent bloquées au niveau de la membrane). Plus la différence de concentration est marquée, plus la pression osmotique sera élevée : c’est la force qui pousse l’eau à travers la membrane.
Dans tout organisme vivant – animal ou végétal - , c’est l’osmose qui permet aux cellules d’absorber ou de rejeter l’eau nécessaire au maintien de l’ équilibre (état constamment remis en cause par différentes réactions chimiques).
Le phénomène est réversible à condition de fournir de l’énergie nécessaire pour vaincre la pression osmotique. On applique donc à la solution concentrée une pression supérieure à la pression osmotique : la solution concentrée devient de plus en plus concentrée et la solution diluée s’épure progressivement.
De façon pratique, la membrane pour la mise en œuvre de l’osmose est disposée sous forme de plusieurs membranes enroulées autour d’un tuyau collecteur.
La solution concentrée pénètre par l’extrémité et circule dans le sens de la longueur à travers un treillis qui sépare deux étages de membrane. L’eau qui traverse les membrane est dirigée à travers le collecteur de perméat vers le tube collecteur situé au centre de l’enroulement. Le perméat (eau épurée) sort au centre, le concentrat (eau enrichie en solutés) n’ayant pas traversé la membrane sort en périphérie.
Contraintes de la technique
La membrane est fortement sensible au colmatage : risque d'accumulation de solutés (et de matières non dissoutes), au contact de la membrane et tout le long de celle-ci d’où une augmentation de la salinité réelle « à traiter », de la pression osmotique à vaincre.
Les constructeurs spécifient toujours l’indice de colmatage requis en amont (SDI)
Les solutions consistent en :
Un prétraitement en amont de l’osmoseur pour limiter les matières en suspensions, sels précipités etc.
On essaie de faire passer la solution tangentiellement à la membrane ce qui aura pour effet de la "balayer" et ainsi de limiter son encrassement.
