Quel que soit le domaine d'application, les membranes doivent fréquemment subir des procédures de nettoyage et/ou de désinfection afin d'éliminer le colmatage qui découle de la filtration. Ces nettoyages sont responsables d'une accélération du vieillissement des matériaux qui impacte directement les performances techniques et économiques des procédés membranaires. La pérennité de ces derniers passe par l'identification des principaux facteurs responsables du vieillissement et par la compréhension des mécanismes qui le régissent. Le vieillissement statique de membranes d'ultrafiltration spiralée en polyethersulfone et fibres creuses en polysulfone respectivement utilisées pour la filtration du lait et pour la production d'eau potable a été étudié. Ce vieillissement a été mis en place selon la méthodologie des plans d'expériences qui a permis l'étude simultanée de la concentration, de la température et du temps de contact membrane/détergents et ce, pour différents détergents formulés couramment utilisés sur les sites de production (alcalin, acide, enzymatiques, oxydant chloré et oxydant non chloré). Les résultats ont permis de modéliser statistiquement les modifications membranaires induites par chaque détergent. Ces modifications ont été suivies aussi bien à l'échelle microscopique que macroscopique afin d'appréhender le phénomène de vieillissement dans sa globalité : propriétés de transport, propriétés mécaniques, propriétés de surface, ainsi que les modifications de la composition chimique du polymère constitutif de la membrane. Des préconisations d'utilisation des différents produits sont proposées : véritable carnet de bord les industriels. / In Food Industries, using membrane processes, contact with cleaning chemicals is believed to play an important role in membrane ageing. In this thesis, polysulfone hollow fibers and polyethersulfone spiral wound membranes were used to simulate the industrial cleaning in static conditions. Ageing of the membrane was mimicked by immersing samples in solutions containing commercial detergents with various concentrations, temperatures and soaking times defined by experimental designs. In an innovative way in the chemical membranes ageing research, an approach based on methodological tools has been realized for different formulated detergents (alkaline, acidic, enzymatic, oxidant and biocide). The main interest is to achieve a relevant ageing pattern without using an accelerated ageing protocol which has been proved to be not relevant. Results allow modeling macroscopic ageing involved by each detergent. Those modifications have been studied as well at the macroscopic scale as at the microscopic scale in order to put membrane ageing in a global perspective: flux, mechanical properties, surface properties, polymer modifications. Specifications of using can be advised according to membranes and products which represent a real oversight handbook about membrane cleaning for industrial users.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013AIXM4313 |
| Date | 25 June 2013 |
| Creators | Regula, Camille |
| Contributors | Aix-Marseille, Moulin, Philippe |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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