modules à fibres creuses

Les fibres creuses, de diamètres 0,6 à 2 mm, sont produites par extrusion du matériau membranaire au travers de filières annulaires. Elles sont dites « autosupportées » puisque leur rapport épaisseur sur diamè­tre leur permet de résister à des pressions internes ou externes suffisantes pour leur emploi. Ces fibres sont ensuite regroupées en faisceau de plusieurs milliers de fibres.

Remarque : certaines sont renforcées par un treillis textile noyé dans le matériau membranaire

L’écoulement du liquide à traiter s’effectue soit à l’intérieur des fibres (peau interne) soit à l’extérieur (peau externe).

L’avantage décisif pour ce type de géométrie est de pouvoir utiliser un rétrolavage régulier (fréquence 1 fois par 20 minutes à 1 fois toutes les 2 heures), les fibres travaillant suffisamment loin de leur pression limite d’écrasement ou d’éclatement.

La dernière génération de membrane d’ultrafiltration est en PolyEtherSulfone (PES) de type multicanal Inside/Out.

Les fibres sont regroupées par 7, ce qui confère à la membrane une résistance mécanique supérieure à des fibres individuelles. Ce module comme décrit au processus élémentaires du génie physico-chimique en traitement de l'eau peut être utilisé en mode frontal ou tangentiel.

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De géométrie voisine, on trouve également des modules à fibres creuses peau externe où la circulation du fluide à traiter se fait à l’extérieur des fibres et la collecte du perméat à l’une ou aux deux extrémités des fibres. Ces modules sont également faciles à rétrolaver mais ne sont en général exploités qu’en mode frontal. Les fibres creuses peau externe sont montées dans un module ou directement immergées dans l’eau à traiter. La figure 4 montre un module d’ UF à peau externe dans un système dit immergé où les fibres n’ont pas d’enveloppe externe. Elles sont directement immergées dans l’eau ou dans la suspension à filtrer, le filtrat étant aspiré (« sucé ») au travers de la fibre par mise sous vide partiel de celle-ci (0,2 à 0,6 bar, soit 20 000 à 60 000 Pa).

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À quelques exceptions près (voir modules céramiques) et quelques modules à membranes planes desti­nés aux bioréacteurs à membranes, tous les modules de clarification ( MF ou UF ) sont réalisés sous ces deux formes, rétrolavabilité et faibles pertes de charge permettant des pressions d’utilisation souvent inférieures à 1 bar.

On notera que tous les modules de clarification doivent être protégés, pour éviter que des particules gros­sières ne puissent venir boucher, soit le méat des fibres creuses peau interne, soit la circulation de l’eau entre les fibres peaux externes. Des microtamis de sécurité (150 à 500 μ) doivent donc être installés en tête de toute installation de clarification par membrane.