Comment fonctionne une membrane d'osmoseur ?

La membrane d'osmoseur est l'élément clé d'un système d'osmose inverse (RO), qui est un processus de filtration utilisé pour éliminer les impuretés de l'eau. Cette membrane est une fine feuille semi-perméable qui permet à l'eau de passer à travers, mais bloque les contaminants tels que les sels, les métaux lourds, les bactéries et les virus.

Comment fabrique-t-on les membranes d'Osmose inverse ?

Pour un débit nominal de 190 litres/jour, deux films (membranes) semi-perméables en TFC (polyamide) de 100 cm de longueur et 20 de large sont placés en dessous et au-dessus d’un tissu synthétique, d’une surface légèrement inférieure, le collecteur. Pour des modèles avec un débit plus important, les films seront plus longs ou plus larges de façon à obtenir une surface plus importante.

Les bords extérieurs des membranes sont ensuite collés, enfermant de façon étanche le collecteur ainsi que le tube central qui est mis en place dans un espace prévu au centre ou une extrémité de l’ensemble. Le tube central est percé de petits trous dans la partie enveloppée par la membrane et bouché du côté "entrée".

La membrane est ensuite roulée en spirale en même temps qu’un tissu synthétique à larges mailles, le séparateur.
L'ensemble est enfermé et maintenu par plusieurs couches d'un adhésif spécial.

Principe de fonctionnement d'une membrane d'osmoseur

Le séparateur a pour but de permettre le contact de l'eau à filtrer avec la membrane sur toute sa longueur. Une partie de l’eau traversera cette dernière et le reste sera conduit au rejet avec les éléments qui ne l'ont pas traversé.

Le tissu collecteur canalisera alors l’eau purifiée, qui a traversé la membrane, vers le tube central. L’eau passe par les petits trous de ce tube puis est conduite à l’extérieur du récipient de membrane.

Comment l'eau traverse-t-elle le film de la membrane ?

Deux théories ont été développées pour expliquer le passage de l'eau à travers ce film d'une épaisseur d'environ 2 μm (micromètre).

La première théorie fait appel à une hypothèse de trous d'environ d'1 Å (ångström, 1 Å = 10−10 mètre = 0,1 nanomètre).
C'est à peu près la distance entre les atomes d'oxygène et d'hydrogène de la molécule H2O.
La deuxième théorie suppose un film non poreux (sans trous). Mais comment pourrait alors passer l'eau d'un côté à l'autre ? L'eau aurait la propriété de se dissoudre dans le film et diffuser à travers, sous la pression. Cette théorie de Solution-Diffusion est aujourd'hui habituellement retenue au niveau scientifique.