Mars, 2020

16mar10 h 30 min12 h 30 minSoutenance de thèse de Thomas VROMAN

more

Détails

Thèse intitulée “Mécanismes de décolmatage de membranes fibres creuses en traitement des eaux: Flux critique de rétrolavage et déformation de la membrane pour une amélioration de l’efficacité du rétrolavage“.

La soutenance aura lieu le Lundi 16 Mars 2020 à 10h30 en amphi Concorde (Bâtiment U4, Campus Paul Sabatier).

Les membres du jury sont :

Rapporteurs:

-Pr. Philippe Moulin (Aix-Marseille Université)

-Pr. Murielle Rabiller-Baudry (ISCR, Université de Rennes)

Examinateurs:

– Pr. Christelle Guigui (TBI, INSA Toulouse)

– Pr. Patrice Bacchin (LGC, Université Toulouse)

– Pr. Marc Heran (IEM, Université de Montpellier)

Invité:

– François Beaume (Arkema)

Directeur de thèse:

– Pr. Jean-Christophe Remigy (LGC, Université de Toulouse)

Résumé de la thèse:

Des membranes fibres creuses d’ultrafiltration Kynar® PVDF possédant diverses caractéristiques (perméabilité et propriétés mécaniques) ont été sélectionnées pour étudier les mécanismes de décolmatage dans le cas de filtration de suspensions modèles (dépôt de bentonite ou d’acide humique). L’objectif de ce travail est d’améliorer l’efficacité du rétrolavage en optimisant les matériaux et les conditions opératoires dans le but de réduire le coût énergétique de cette opération. Des mesures expérimentales sous caméra ont permis d’étudier la déformation de la surface externe des fibres creuses lors des opérations sous pression. Ces déformations qui peuvent atteindre 15% lors des étapes de rétrolavage ont été modélisées par la déformation mécanique d’un tube cylindrique à paroi épaisse sous pression.

L’étude expérimentale du taux d’élimination de dépôt de bentonite, fonction de la pression de rétrolavage et des différentes membranes ou suspension filtrée, a permis de montrer l’existence d’un flux critique de rétrolavage pour lequel l’efficacité maximum est atteinte. En revanche, le détachement des dépôts d’acide humique qui sont plus adhérant et responsable d’un colmatage irréversible, n’est pas impacté par le flux de rétrolavage mais semble être affecté par la forte déformation (>10%) de surface externe de la fibre. Les mécanismes de décolmatage des dépôts lors du rétrolavage sont donc liés aux contraintes mécaniques (contrainte normale et de cisaillement) s’exerçant à l’interface dépôt-membrane.

Thesis abstract:

Kynar® PVDF ultrafiltration hollow fiber membranes with various properties (permeability and mechanical properties) were selected for the study of fouling removal mechanisms in the case of model suspension filtrations (bentonite and humic acid cake). The aim of this project is to improve backwash efficiency by optimizing materials and operating conditions for an energy-efficient backwash process.

The deformation of the external surface of the hollow fiber during pressure operations was measured under camera. The deformation, which can reach 15% during backwash, was numerically calculated using a mechanical deformation model of a thick-walled cylinder under pressure.

The experimental study of the bentonite cake removal percentage, as a function of backwash pressure and the different membranes or feed suspension, showed the existence of a critical backwash flux from which the backwash reached its maximal efficiency. However, detachment of humic acid cake, which is more adherent and causes irreversible fouling, is not affected by the backwash flux but seems to be affected by the strong deformation of external surface of the hollow-fiber (>10%). Mechanisms of cake removal during backwash are therefore linked to the mechanical stresses (normal and shear stress) acting at the cake-membrane interface.

Date et heure

(Monday) 10 h 30 min - 12 h 30 min

Location

Amphi Concorde (UPS)

Université Paul Sabatier

X