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Arkema et le traitement de l'eau

Eau potable

L’une des priorités de la R&D d’Arkema consiste à mettre au point des procédés efficaces et économiques de filtration d’eau pour répondre à la demande croissante en eau potable et contribuer à l'objectif de développement durable (ODD 6) des Nations Unies « Garantir l'accès de tous à l'eau et à l'assainissement et assurer une gestion durable des ressources en eau ».

L’accès à l’eau potable : un enjeu planétaire

Tap water picto

Face à l'accroissement de la population mondiale (elle devrait dépasser les 9 milliards d'individus en 2050), la hausse des régions en stress hydrique et de la diversification des besoins (domestique, agriculture, industrie ...), des volumes d'eau de plus en plus importants devront être traités.

 

Au vu des difficultés actuelles et futures d'accès à l'eau potable (60 % de la population pourrait ne pas y avoir accès), sa gestion apparaît aussi cruciale que celle des ressources pétrolières.

Tout l'enjeu consiste à développer des procédés optimisés d'élimination des polluants, des bactéries et des virus. Conscient de sa responsabilité de chimiste en matière de développement durable, Arkema a fait du traitement de l'eau l'une des priorités de sa recherche.

 

Sail for Water

En parallèle à ses efforts en R&D, Arkema est mécène principal de l’association Sail for Water dans le cadre de sa mission « Agissons en faveur d’un accès universel à l’eau potable ». Face à l’enjeu planétaire de la qualité de l’eau, le Groupe accompagne cette jeune ONG et lui apporte son soutien pour la fourniture de cartouches filtrantes.

Le premier tour du monde à la voile en faveur d’un accès universel à l’eau potable

Filtration membranaire : de la micro à l'ultrafiltration

Filtration membranaire

Depuis une dizaine d'années, d'importants progrès ont été accomplis pour la production d’eau potable grâce à la technologie de la filtration membranaire par microfiltration.

 

Le principe : l’eau est envoyée sous pression à travers des milliers de modules tubulaires contenant de longues fibres creuses poreuses,  généralement fabriquées en PVDF, un polymère très résistant. Avec des pores d’un diamètre de l’ordre de 0,1 à 1 micron, ces fibres retiennent les matières en suspension et les impuretés jusqu’aux bactéries.

Ce procédé de microfiltration présente cependant des inconvénients:

  • une forte consommation d’énergie pour envoyer l’eau sous pression
  • un coût élevé des traitements et de la maintenance ;
  • il ne permet pas d’éliminer les impuretés ultrafines, notamment les virus. Une étape supplémentaire de traitement chimique est nécessaire.

Fort de son savoir-faire dans les nanomatériaux, la R&D d’Arkema a développé un nouveau grade de PVDF Kynar® et mis au point, avec son partenaire Polymem, une nouvelle génération des membranes ultrafiltrantes plus performantes et durables.

Membranes d’ultrafiltration en PVDF Kynar® : comment ça marche ?

Arkema possède une grande expertise dans la synthèse des copolymères à blocs, ou la polymérisation radicalaire contrôlée, dite la technologie Blocbuilder®

 

Le nouveau grade PVDF Kynar® utilisé pour les membranes ultrafiltrantes bénéficie de cette technologie unique : à l'échelle nanométrique, elle permet de maîtriser l’ordonnancement des différentes molécules du PVDF, associant sur une même chaîne:

 

  • Un bloc de molécules « miscibles » hydrophobe (zone gris clair du schéma ci-dessous)
  • Un bloc de molécules qui apporte la fonction d’hydrophilie (zone gris foncé)
Tubes d'ultrafiltration d'eau avec des fibres en PVDF Kynar®
Coupe d'une paroi de fibre PVDF Kynar®

Ainsi, dans chacun des pores, la partie hydrophile du Kynar® « attire » l'eau ce qui a pour conséquence d’augmenter le débit de la membrane.  Au final, le flux d'eau traitée s'améliore de 20 % pour la même consommation d'énergie.

 

Ces membranes ultrafiltrantes en PVDF Kynar® bénéficient d’autres avantages :

  • Une plus grande résistance mécanique (la durée de vie des membranes passe ainsi de 5 à 10 ans)
  • Une taille de pore réduite permettant une filtration des particules ultra-fines, notamment des bactéries et virus.
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