Etude de l’indice de colmatage (SDI) et son impact sur les membranes d’osmose inverse dans la station de dessalement de Mostaganem

Abstract

L’eau est indispensable pour la vie mais sa disponibilité n’est pas assurée partout. La pénurie d’eau se pose et se posera dans de nombreux pays et le monde fait face à une crise de l’eau potable majeure annoncée pour les années 2000-2020. Ce problème s'aggrave à mesure que les villes grandissent, que la population augmente et que l'agriculture, l'industrie et les ménages ont besoin d'eau en quantités toujours plus grandes [1]. L’eau est une ressource très abondante sur la terre, avec un volume total estimé à environ 1380 millions de km³. Cependant, la grande majorité de cette eau est constituée d’eau salée (97,2 %) et de glace (2,15 %), ce qui la rend difficilement exploitable pour les besoins humains. En réalité, seule une très faible proportion, environ (0,07 %) de l’eau totale soit près d’un million de km³ correspond à de l’eau douce facilement accessible, comme celle des lacs, des fleuves et de certaines nappes souterraines. De plus, cette ressource précieuse est répartie de manière très inégale à travers le monde, ce qui pose des défis importants en matière d’approvisionnement en eau [2]. Parmi les pays confrontés à la pénurie d’eau, l’Algérie et plus particulièrement la ville de Mostaganem est fortement touchée. Cette situation s’explique en partie par la position géographique du pays, caractérisée par un climat souvent sec. Elle est également aggravée par le gaspillage de l’eau, dû notamment à la vétusté des réseaux de distribution ainsi qu’au manque de civisme. À cela s’ajoutent les effets du changement climatique, notamment l’augmentation des températures. Face à ces défis, de nombreux chercheurs à travers le monde développent des techniques de dessalement de plus en plus efficaces, permettant de produire la plus grande quantité d’eau potable possible à un coût réduit. Parmi les procédés actuellement utilisés, l’osmose inverse occupe une place prépondérante grâce à son efficacité dans l’élimination des sels dissous et à ses performances de production. Toutefois, l’efficacité et la durabilité des systèmes d’osmose inverse dépendent fortement de la qualité de l’eau alimentant les membranes. En effet, la présence de matières en suspension, de particules colloïdales et d’autres contaminants peut entraîner le colmatage des membranes, provoquant une diminution du débit de production, une augmentation de la consommation énergétique ainsi qu’une réduction de leur durée de vie. Afin de limiter ces phénomènes, il est Introduction générale ~ 2 ~ indispensable d’évaluer le potentiel de colmatage de l’eau avant son passage à travers les membranes. Dans ce contexte, l’indice de colmatage SDI (Silt Density Index) constitue l’un des paramètres les plus utilisés pour apprécier la qualité de l’eau destinée à alimenter les unités d’osmose inverse. Cet indice permet d’estimer la tendance de l’eau à provoquer un encrassement des membranes et représente ainsi un outil essentiel pour le suivi des performances du prétraitement et la protection des installations de dessalement. Le présent travail porte sur l’étude de l’indice de colmatage SDI et son impact sur les membranes d’osmose inverse au niveau de la station de dessalement de l’eau de mer de Mostaganem. L’objectif principal est d’évaluer la qualité de l’eau alimentant les membranes à travers la mesure du SDI et l’analyse de différents paramètres physico-chimiques, afin d’apprécier le risque de colmatage et son influence sur le fonctionnement du procédé. Ce mémoire est structuré en deux chapitres. Le premier chapitre présente des généralités sur l’eau, le dessalement de l’eau de mer ainsi que la station de dessalement de Mostaganem et son fonctionnement. Le second chapitre est consacré à la partie expérimentale, comprenant la procédure de prélèvement des échantillons, les analyses réalisées sur site et au laboratoire, la méthodologie de détermination du SDI, ainsi que la présentation, l’interprétation et la discussion des résultats obtenus. Enfin, une conclusion générale synthétise les principaux résultats de cette étude.