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Robinet d'eau potable
Robinet d'eau potable

En 2050, la planète comptera plus de 9 milliards d’habitants, dont 60 % pourraient ne pas avoir accès à l’eau potable, selon l’Organisation mondiale de la santé. La construction de nouvelles unités de traitement des eaux usées, l’amélioration des procédés de filtration et de désalinisation de l’eau de mer sont d'une importance cruciale. Arkema contribue à relever ce défi.

Des membranes en PVDF Kynar® pour "microfiltrer" l'eau

La méthode traditionnelle de filtration des eaux usées, consistant à faire percoler l’eau à travers du sable après décantation, se voit aujourd’hui supplantée par la filtration membranaire, plus efficace et plus compacte.

 

L'eau est envoyée sous pression à travers des milliers de modules tubulaires contenant de longues fibres creuses, microporeuses, de 1 à 2 mm de diamètres qui retiennent les matières en suspension et les impuretés. Ces fibres sont généralement fabriquées en PVDF (polyfluorure de vinylidène) – un polymère résistant à la forte pression des flux d’eaux et à l’agression chimique des produits chlorés utilisés pour le nettoyage des membranes. C’est l’une des applications phares du PVDF Kynar® d’Arkema. "Avec des pores d’un diamètre de l’ordre de 0,02 à 0,1 microns (20 à 100 nanomètres), ces fibres en PVDF Kynar® garantissent une filtration bien plus fine que le sable, retenant les bactéries et la plupart des virus", assure Bernard Schlinquer, Business manager Kynar®.

 

Ce procédé de filtration membranaire, adopté par la plupart des unités récentes, fournit une eau d’excellente qualité. Mais il consomme beaucoup d'énergie et ne permet pas, à l’instar des systèmes traditionnels à base de sable, de retenir certaines particules ultrafines, telles que les résidus de médicaments ou les virus : un traitement chimique doit donc être effectué après la filtration.

Arkema innove avec des membranes "ultrafiltrantes" et hydrophiles

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Fort de son expertise dans la synthèse des copolymères à bloc, Arkema a développé un nouveau grade de PVDF nanostructuré, le Kynar® DH 100 pour fabriquer des membranes encore plus performantes. La taille des pores est réduite entre 0,01 et 0,1 micron (10 et 100 nanomètres) – soit dix fois plus petits que ceux d'une  membrane PVDF classique – pour retenir les particules ultrafines : elles stoppent plus de 99 % des virus et bactéries ! "Les membranes faites en PVDF Kynar DH 100 se distinguent aussi par leur caractère durablement hydrophile : elles permettent de filtrer davantage de volume d'eau (+20 %) à consommation énergétique constante et affichent une durée de vie doublée par rapport aux produits classiques" affirme Bernard Schlinquer.

 

Ces membranes en PVDF Kynar® particulièrement résistantes sont notamment au coeur des kits d’ultrafiltration portables, développés en partenariat avec le fabricant de modules Polymem pour la potabilisation de l’eau dans les pays en développement.

Des bioréacteurs à membranes

Plus largement, les usines de production d’eau potable, très exigeantes en matière de filtration, constituent une application tout indiquée pour les fibres en PVDF Kynar® DH 100. Celles-ci sont également très utilisées dans le domaine des eaux industrielles, et surtout pour le traitement des eaux usées : "Nous travaillons beaucoup avec les fabricants de bioréacteurs à membranes, en Chine, aux États-Unis et en Europe", explique Bernard Schlinquer. Le marché des eaux usées représentait en 2019 les deux tiers des ventes de Kynar® pour l’ultrafiltration.

Le boom du PVDF Kynar® dans la filtration

Les systèmes membranaires à fibres creuses représentent 5 % des procédés installés dans les usines de traitement des eaux, les 95 % restants fonctionnant encore avec des systèmes traditionnels de filtration par le sable. Mais depuis quelques années, la majorité des nouvelles unités de traitement des eaux construites dans le monde s’appuient sur le procédé de filtration membranaire et environ 75 % de ces membranes sont en PVDF. Ce procédé est en croissance annuelle de 8 % à 10 % et Arkema, qui continue à prendre des parts de marchés aux autres matériaux moins résistants aux produits chlorés de nettoyage, prévoit une hausse annuelle de ses ventes de PVDF Kynar® d’environ 25 % sur cette application.

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