essais pilote

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Même quand il s’agit de technologie(s) bien connue(s) et éprouvée(s), il est intéressant de conduire des essais pilote (système réunissant à une petite échelle, souvent quelques m3 · h–1, les éléments d’une chaîne industrielle) dans les cas où :

  • soit on veut démontrer les performances d’une technologie sur l’eau spécifiquement concernée (essai de démonstration local) ;
  • soit on veut trouver un optimum en faisant varier les paramètres de design (vitesse, temps de séjour, charge…), et ceci en fonction des dosages de réactifs et des variations de qualité de l’eau à traiter.

Il est clair que si le procédé de l’étape n est poussé à sa vitesse maxi, la qualité de l’eau traitée ne sera pas la meilleure, et ceci devra être compensé par les étapes n + 1 ou n + 2… L’optimum recherché ne peut donc qu’être technicoéconomique, mettant en balance investissements et frais d’exploitation, et ceci en tenant compte des marges de sécurité nécessaires à une installation devant fonctionner 10, 20, voire 40 ans !

L’intérêt d’un tel pilote est alors :

  • d’intégrer la variabilité de l’eau réelle en fonction des saisons, de la pluviométrie, des fabrications, des activités humaines (touristiques…) d’où des durées d’essai courant parfois sur toute une année ;
  • de mettre en évidence sur la chaîne de traitement les interactions d’une étape sur les suivantes (ex. : concentration de phosphore après un physico-chimique mais avant un biologique, à-coups de débit dus au lavage périodique de filtres…). Dans ce cas, toute la partie amont de l’étape critique doit être simulée, ce qui peut conduire à des pilotes complexes (figure 27 donnant le schéma d’un pilote d’osmose inverse en eau de mer « difficile ») ;
  • de définir au mieux le(s) régime(s) transitoire(s) tel que l’impact sur les performances d’un biologique, une surcharge temporaire, précédée d’une charge moyenne ou très faible (ex. : week-end de ski en zone touristique…).

On notera que la taille des différents organes d’un tel pilote, et donc le débit traité, la durée de fonction­nement… ne peuvent être décidés que lorsque l’on sait bien quels sont les paramètres à étudier. Par exem­ple sur un filtre, on peut simuler les problèmes de durée de cycle sur une colonne de 50 mm de diamètre, mais les problèmes de qualité ne le seront que sur une colonne d’au moins 200 mm et les problèmes de lavage des matériaux (vitesse, durée des différentes phases, quantité d’eau de lavage) que sur une colonne d’au moins 2 m2. Ceci explique que sur le pilote de la figure 27, pour optimiser la vitesse du flottateur type Rictor, il fallait avoir une cellule d’au moins 0,8 m2 soit 20 à 30 m3 · h–1 alors que pour les filtres situés à l’aval, on pouvait se contenter de colonnes diamètre 200 mm. Quant à l’osmose en deux passes, le système avec les recirculations nécessaires pouvait simuler :

On notera qu’un tel pilote nécessite la présence d’un responsable et de deux ou trois aides (hors analyses complexes) et que s’il doit fonctionner 24 h sur 24, cela implique soit une automatisation très fiable, soit la présence d’une ou deux personnes postée(s).

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Figure 27. Pilote de prétraitement et d’osmose inverse pour eau de mer « difficile »
pour aller plus loin :