Etude comparative entre les techniques thermiques et membranaires de dessalement de l'eau de mer

Abstract

La technologie membranaire est devenue une véritable technologie de séparation lors de la dernière décennie. Elle est devenue un outil de plus en plus fiable et de moins en moins coûteux dans le domaine de dessalement de l’eau de mer et dans le traitement des eaux chargées en métaux lourds. Le travail présenté dans cette thèse a été développé sous deux objectifs complémentaires. Le premier vise à comparer la rentabilité économique entre les unités thermiques de dessalement de l’eau de mer opérationnelles dans les complexes de liquéfaction de gaz naturel d’Arzew (GL1Z, GL2Z) et l’unité de dessalement utilisant l’osmose inverse située à Bousmail (Alger). L’étude comparative a révélé que le coût global du mètre cube d'eau produit par le procédé d'osmose inverse est plus faible (0.42 US $/m3) par rapport au procédé thermique. Ce résultat nous a conduit à explorer davantage la technique membranaire en l’employant dans la dépollution de l’eau des métaux lourds. Le deuxième objectif de cette thèse s’intéresse tout particulièrement à la complexation des métaux lourds en vue de leur élimination par ultrafiltration. L’ultrafiltration est considérée comme une technique complémentaire de prétraitement aux procédés membranaire, elle est présentée comme un filtre moléculaire bien adapté à la séparation des grosses molécules. Mais elle reste inefficace dans la séparation des cations métalliques à cause de leurs faibles tailles. Nous avons réussi à complexer ces métaux par des ligands d’acides aminés et ainsi faciliter leur élimination par ultrafiltration. Cette approche de prétraitement contribue à réduire le coût de production de l’eau en réduisant considérablement l’encrassement de membrane et donc la consommation de filtre. Contrairement à l’EDTA, les acides aminés que nous avons utilisés ne sont pas toxique, ils sont biodégradables et jouissent d’une activité antibactérien remarquable. La complexation des métaux a été mise en évidence par conductimétrie et par spectrophotométrie d'absorbance UV/visible. L’utilisation de l’équation Benesi-Hildebrand, nous a permis de déterminer les constantes de formation (KAD) et les coefficients d’extinction molaire (εAD) des complexes formés. En outre, l’énergie d’absorption (𝐸𝐶𝑇), les potentiels d’ionisation des ligands (ID), ainsi que les paramètres thermodynamiques (ΔH°, ΔG° et ΔS°) ont été calculés et discutés afin de mieux identifier le comportement de ces complexes.