Mesure de Potentiel Colmant - Copie

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

UNIVERSITÉ de BLIDA 1
Faculté de Technologie
Département de Génie des Procédés
Mémoire
En vue de l’obtention du diplôme de
MASTER EN GENIE DES PROCEDES

Spécialié : Génie chimique
L’intitulé du thème
Mesure du potentiel colmatant de l’eau de mer par

l’indice de colmatage SDI usine de dessalement de
Fouka
Encadreur:
Mr NACEUR Mohamed Wahib
Présenté par :
ZIDOUR Fadila
Septembre 2020
‫ﻣﻠﺨﺺ‬
‫اﻟﮭﺪف اﻟﻌﺎم ھﻮ دراﺳﺔ اﻟﻤﻌﺎﻟﺠﺔ اﻟﻤﺴﺒﻘﺔ ﻟﻤﯿﺎه اﻟﺒﺤﺮ ﻗﺒﻞ ﺗﺤﻠﯿﺔ اﻟﻤﯿﺎه ﻋﻦ طﺮﯾﻖ اﻟﺘﻨﺎﺿﺢ‬
‫ﯾﻌﺪ اﻹﻧﺴﺪاد اﺣﺪ أھﻢ اﻟﻤﺸﻜﻼت‬. ‫اﻟﻌﻜﺴﻲ ﻣﻦ أﺟﻞ ﺗﻘﻠﯿﻞ اﺣﺘﻤﺎل اﻹﻧﺴﺪاد اﻟﻤﯿﺎه ي ﻣﻘﺎﺑﻞ اﻷﻏﺸﯿﺔ‬
‫اﻟﺘﻲ ﺗﻮاﺟﺔ ﻋﻨﺪ ﻧﺘﻔﯿﺬ ﺗﻘﻨﯿﺎت اﻟﻐﺸﺎء وﻓﻲ ھﺬا اﻟﺴﯿﺎق ﻧﺤﺎول ﻗﯿﺎس اﺣﺘﻤﺎﻻت اﻧﺴﺪاد ﻣﯿﺎه اﻟﺒﺤﺮ‬
‫اﻟﻌﻤﻞ اﻟﻤﻘﺘﺮح ﯾﺘﻜﻮن ﻣﻦ اﺗﺒﺎع ﻣﺆﺷﺮ‬. ‫ﻣﻦ ﺧﻼل ﻣﺆﺷﺮ اﻹﻧﺴﺪاد ﻓﻲ ﻣﺤﻄﺔ ﺗﺤﻠﯿﺔ ﻣﯿﺎه اﻟﺒﺤﺮ ﻓﻮﻛﺔ‬
‫و ﺳﻮف ﯾﺪﻋﻢ ﻛﻤﺆﺷﺮ اﻧﺴﺪاد ﻋﻠﻰ‬.‫اﻟﻮﻗﺎﯾﺔ ﻣﻦ اﻟﺰرع و ﺑﻌﺪ ﻛﻞ ﺧﻄﻮة ﻣﻦ ﺧﻄﻮات اﻟﻌﻼج اﻟﻤﺴﺒﻖ‬
‫وﻗﺪ ﻋﺰزت ھﺬه اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ إﻟﻰ ﻓﻌﺎﻟﯿﺔ اﻟﻤﺴﺒﻘﺔ‬.‫ ﻣﺆﺷﺮ إﻧﺴﺪاد‬MFI ‫ اﻹﺿﺎﻓﻲ‬SDI ‫ﻧﻄﺎق ﺻﻨﺎﻋﻲ‬
. ‫ﻓﻲ اﻟﺤﺪ ﻣﻦ إﻣﻜﺎﻧﯿﺔ اﻧﺴﺪاد ﻣﯿﺎه اﻟﺒﺤﺮ‬
.‫ اﻟﺘﻨﺎﺿﺢ اﻟﻌﻜﺴﻲ‬، ‫ ﻣﺆﺷﺮ اﻹﻧﺴﺪاد‬، ‫ ﻣﺎﻧﻊ اﻟﺘﺴﺮب‬،‫ ﻣﯿﺎه اﻟﺒﺤﺮ‬:‫ﻛﻠﻤﺎت اﻟﺒﺤﺚ‬
Résumé :
L’objectif général est l’étude du prétraitement d’eau de mer avant dessalement par
osmose inverse afin de réduire le potentiel de colmatage de l’eau vis-à-vis des
membranes d’osmose. Le colmatage est un des problèmes les plus importants que l’on
rencontre lors de la mise en œuvre des techniques à membranes. Dans ce contexte, nous
allons essayer de mesure du potentiel colmatant de l’eau de mer par l’indice de
colmatage (SDI) de l’usine de dessalement FOUKA. Le travail proposé. Consiste à
suivre le SDI et après chaque étape du prétraitement de usine de dessalement FOUKA
permettent ainsi de trouve une corrélation de cet indice de colmatage et l’équipement
relatif à chaque étape du prétraitement. D’autre indice de colmatage MFI permettront de
conforter le SDI comme indice de colmatage à l’échelle industrielle. De tels résultats
ont été attribués à l’efficacité du prétraitement à réduire le potentiel de colmatage de
l’eau de mer.
Mots clés : Eau de mer, prétraitement, SDI , indice de colmatage, Osmose Inverse.
Abstract
The general objective is to study the pre-treatment of seawater before desalination by
reverse osmosis in order to reduce the potential of water clogging vis-à-vis osmosis
membranes Clogging is one of the most important problems encountered when
implementing membrane techniques. In this context, we will try to measure the
clogging potential of seawater by the clogging index (SDI) of the FOUKA desalination
plant. The proposed work. Consists in following the SDI and after each step of the pre-
treatment of desalination plant FOUKA thus allow to find a correlation of this index of
clogging and equipment relative to each step of the pre-treatment. Additional MFI
Clogging Index will support SDI as an industrial-scale clogging index. Such results
were attributed to the efficiency of the pretreatments to reduce the fouling potential of
seawater.
Keywords: seawater , prétaitemant , index fouling, reverse osmoses .

C’est avec un grand plaisir d’exprime notre gratitude et
reconnaissance à toute personne qui a contribué à la réalisation
de ce mémoire de fin d’étude.
Je remercie notre professeur consultant M r Mohamed NACEUR
Wahib.
Je tiens à exprimer mes profonds remerciements à mes
enseignants de d’université « SAAD D’ahleb »
M r AOUDJ, Mme TAOUALIT ,M r BOUCHERIT, M r El
HADI, M r CHIKHI et, M r DJALEB, Mr CHEKNANE, , M r
ISSADI.
J’adresse mes vifs remerciements à tous les personnels
de l’usine de dessalements de Fouka M r KHETAB Mohamed
directeur technique, Mme HATTAKE Hassiba, SAïDI
Badreddine.
Je tiens aussi à remercier les membres du jury qui auront
l’honneur de juger ce modeste travail.
En premier lieu, je tiens à remercier notre dieu, notre
créateur, pour le courage et la patience qu’il nous a donné pour
accomplir ce travail.
Je dis merci à qui à été douceur de mes nuit et les couleurs
de ma vie et le bonheur à l’infini à ma très chère Mère pour ta
patience et son sacrifice pour moi.
Et je dis merci au fond de mon cœur à mon Père pour son
éducation et ton sacrifice, qui m’a permis d’avoir cette réussite.
A mes très chers frères Abdelkader et Zohire.
A tous mes amies qui me connaisses Malika, Fatiha,
Akila, Mousaab, Amine, Nassim, Kahina.
A tout le groupe de génie chimique master(2) promotion
2019-2020
A tous mes proches, sans oublier toutes mes
connaissances durant ma vie.
Résumé
Remerciements
Dédicace
Liste d’abréviation
Liste des Tableaux
Liste des Figures
Introduction générale.............................................................................. 1
Chapitre 1 : Généralités sur les ressources en eaux
1.1. Eaux souterraines …………………………………………………. 2
1.2. Eaux de surface (eaux superficielles) ……………………………… 3
1.3. Les eaux salines …………………………………………………… 3
Chapitre 2 : Dessalement de l’eau de mer par osmose inverse
2.1. Généralités sur le dessalement …………………………………… 13
2.1.1. Classification des différents procédés de dessalement …….. 13
2.1.3. Les étapes du traitement des eaux de mer ………………….. 14
2.2. Dessalement de l’eau de mer par osmose inverse ……………..…. 15
2.2.1. L'osmose inverse……………………………………………….. 15
2.3. Les problèmes techniques rencontrés dans le dessalement ……….. 19
2.3.1. Colmatage ……………………………………………………. 19
2.3.2. Entartrage ……………………………………………………. 19
2.3.3.Dégradation ………………………………………………... 20
2.3.4. La corrosion …………………………………………………. 20
2.4. Nettoyage des membranes ……………………………………….. 20
Chapitre 3: Description et fonctionnement de l’usine FOUKA
3.1. Présentation de l’organisme d’accueil Myah Tipaza ....…………… 21
3.1.1 Situation géographique de l’usine de dessalement …………….. 22
3.2. Installation de l’usine de dessalement fouka ………………....……. 23
3.3. Description détaillée de l'usine …………………………….....……. 24
3.3.1. Une prise d’eau de mer ……………………………………...... 24
3.3.2. Post de prétraitement ………………………………………...... 26
3.3.3. Filtres bicouches gravitaires………………………………….... 26
3.3.4. Filtres à cartouches…………………………………………….. 30
3.3.5. Osmose inverse ……………………………………………...... 32
3.3.6. Reminéralisation……………………………………………….. 36
3.3.7. Station de pompage d'eau traitée……………………………..... 37
Chapitre 4. Colmatage Des Membranes D’osmose Inverse
4.1.Détermination du caractère colmatant ................................................ 38
A. Silt Density Index (SDI)................................................................. 38
B. Modified Fouling Index (MFI).................................................... 40
C. Relation entre SDI et MFI ............................................................ 46
D. Les Avantages Et Inconvénients Entre Sdi Et Mfi ...................... 46
Chapitre 5: Résultats et interprétations des analyses
5.1. Materiels et methodes ………………………………….. 49
A. Caractéristiques de l’eau de mer …………………...…………….. 49
B. Analyse des particules et colloïdes ……………...……………….. 50
5.2. Résultats et Discussions .................................................................... 53
Conclusion générale................................................................................... 60
Références
Annexe
ADE : Algérienne Des Eaux.
ANRH : Agence nationale des ressources hydriques

ASTM: American society for Testing and Materials.
BOO : Build Owm Opérate.
COT : Carbone organique total.
CO 2 : oxyde de carbone
EDTA : Éthylène Diamine Tétra Acétique
F : facteur de correction
FI : Fouling Index
HP : Pompe Haute Pression

kw: kilos watt
MES : Matières en suspension.
MF: Microfiltration
MFI: Modified Fuling index.
MFI-UF: Modified Fuling index ultrafiltration.
NR : Rout Nationale.
NTU : Néphélométrie Turbidity Unité
OI : Osmose inverse.
OMS : Organisation Mondiale De Santé.

PEHD : Polyéthylène À Haute Densité
pH : potentiel d’hydrogène
R : réservoir
SDI: Silt dendity index (indice de colmatage)
SEAAL : Société des Eaux et de l’Assainissement d’Alger.
TA : Titre alcalimétrique.
TAC : Titre Alcalimétrique Complet.
TDS : Sels dissous totaux
TH : Titre Hydrométrique (dureté totale).
T : tonne
UF : Ultrafiltration
Tableau 1.1: Concentrations des éléments principaux pour une eau de mer de
salinité de35‰............................................................................................................. 4
Tableau 1.2: Salinité de différentes mers fermées ou peu ouvertes.............................. 7
Tableau 2.1: Avantages et inconvénients des modules spirales [14].......................... 18
Chapitre 3 : Description et fonctionnement de l’usine FOUKA
Tableau 3.1: Capacité de la station............................................................................. 32
Tableau 3.2: Résumé des caractéristiques des pompes.............................................. 37
Chapitre 4 : Colmatage des membranes d’osmose inverse
Tableau 4.1. Différences et inconvénients courants de l'SDI et de l'MFI................... 47
Chapitre 5 : Résultats et interprétations des analyses
Tableau 5.1: les caractéristiques physico-chimiques de l’eau de mer FOUKA............ 49
Tableau 5.2 : Les valeurs de repères de SDI................................................................. 52
Tableau 5.3: Résultats du SDI 5, MES et Turbidité………………….....................…. 53
Tableau 5.4: Résultats du SDI 15 avant filtre à cartouche………………………….. 55
Tableau 5.5: Résultats du SDI 15, après filtre à cartouche :....................................... 57
Tableau 5.3: Résultats du MFI………………………………………………………. 58

Figure 1.1: Principales composantes de l’eau de mer .................................................. 5
Figure 12 : Les Algues et les Bactéries....................................................................... 11

Figure 2.1: Les procédés de dessalement selon différents principes............................ 13
Figure 2.2: Les procédés de dessalement selon le type d’énergie consommée........... 14
Figure 2.3: Schéma général d'une installation de dessalement..................................... 14
Figure 2.4. Principe de l'osmose et de l'osmose inverse............................................... 15

17
Figure2 .5: Mécanisme de transfère de matière ..........................................................
Figure 2.6 : Structure interne d’une membrane à spirale............................................. 18
Chapitre 2 : Description et fonctionnement de l’usine FOUKA
Figure 3.1 :l’organigramme de l’usine de FOUKA ................................................... 22
Figure 3.2 Description générale de la station de Fouka............................................... 23
Figure 3.3: Tour de captage.......................................................................................... 24
Figure 3.4 Tête de prise déau...................................................................................... 24
Figure 3.5: Conduite en PEHD..................................................................................... 25
Figure 3.6: Émissaire submersible............................................................................... 25
Figure 3.7: Dégrilleur.................................................................................................... 26
Figure 3.8 Filtres gravitaire............................................................................................ 29
Figure 3.9: L'unité des filtres à cartouches.................................................................... 31

Figure 3.10: Membrane (vue d)))l'intérieur)................................................................ 33
Figure 3.11: Filières d’osmose inverse......................................................................... 34
Figure 3.12: Pompe........................................................................................................ 35
Figure 3.13: Système de récupération d'énergie.......................................................... 35
Figure 3.14: Silos de la chaux..................................................................................... 36
Figure 3.15: CO 2 fabrication sur site............................................................................ 36
Figure3.16 : Station de pompage d'eau traitée............................................................ 39

Chapitre 4 : Colmatage des membranes d’osmose inverse
Figure 4.1 : Schéma de l’installation de SDI. Notation des capteurs : Température

(T), Conductivité (K), Pression (P) et Débit (F)............................. 40
Figure4.2: Quatre types des mécanismes du colmatage proposés par Hermia.............. 42

43
Figure 4.3 :Courbe de filtration t / V en fonction de V................................................
Figure 4.4 : Installation de filtration pour mesurer MF-UF à flux constant................. 45
Figure 4.5. Expérience de formazine sur SDI et MFI. (Schippers et Salinaz-

Rodriguez, 2014). ......................................................................................................... 46
Figure 4.6 : Graphique de l'historique des évolutions de l'indice d'encrassement 48
Chapitre 5 : Résultats et interprétations des analyses
Figure 5.1 : Matériel nécessaire pour mesure SDI......................................................... 50
Figure 5.2 : courbe représentative de la variation de la turbidité................................... 54
Figure 5.3 : courbe représentative de la variation des MES........................................... 54
Figure 5.4 : courbe représentative de la variation du SDI5 ............................................. 55
Figure 5.5 : courbe représentative de la variation du SDI15 .avant filtre à cartouche...... 56

Figure 5.6 : courbe représentative de la variation du SDI15 .aprés filtre à cartouche..... 57
Figure 5.7: courbe représentative de la variation du MFI............................................... 57
Introduction générale
L'eau est une ressource surexploitée. Or, l'augmentation des prélèvements d'eau
expose un nombre croissant de régions dans le monde à la pénurie, c'est-à-dire à une
disponibilité en eau inférieure à 1 000 m3 par habitant par an.
Le dessalement de l'eau de mer est et va tendre à devenir de plus en plus

nécessaire dans des pays où l'accès à l'eau potable est insuffisant, mais il ne peut s'agir
d'une solution viable à long terme.
Les coûts environnementaux et financiers induits par une généralisation de la
pratique pourraient entraîner un accroissement des déséquilibres, des tensions voire
aboutir à des déplacements de population. Le dessalement doit rester une technique
complémentaire, et permettre une transition vers un modèle de gestion de l'eau
rationaliser.
L’eau de mer chargée de sels, de gaz dissous et solides en suspension. Elle
contient une variété très riche de flore et de faune.par conséquent si elle n’est pas
traitée, son utilisation pose un certain nombre de problème opérationnels qui limitent
l’efficacité des installations et qui sont dus principalement :
A l’entartrage et au colmatage des lignes et autres équipement par les matières en

suspension en particulier dans les échangeurs thermiques, dans les membranes
d’osmose inverse, dans les sièges de vannes, dans les puits d’injection d’eau et dans le
gisement, etc .., par suit de la rupture de conditions d’équilibre (variation de pression,
de température..) ou au mélange d’eaux incompatibles.
Dans ce contexte, nous allons essayer de mesure du potentiel colmatant de

l’eau de mer par l’indice de colmatage (SDI) de l’usine de dessalement FOUKA. Le
travail proposé. Consiste à suivre le SDI et après chaque étape du prétraitement de usine
de dessalement FOUKA permettent ainsi de trouve une corrélation de cet indice de
colmatage et l’équipement relatif à chaque étape du prétraitement. D’autre indice de
colmatage MFI permettront de conforter le SDI comme indice de colmatage à l’échelle
industrielle. Notre étude s’articule autour en deux parties :
 Une recherche bibliographique où nous avons : Généralités su les ressources en eaux et

dessalement de l’eau de mer par osmose inverse
 Une Description et fonctionnement de l’usine FOUKA, colmatage des membranes
d’osmose inverse et résultats et interprétations des analyses. Enfin, une conclusion
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GÉNÉRALITÉS SUR LES EAUX
Chapitre 1 Généralités sur les ressources en eaux
Introduction
L’eau est un élément de base indispensable à toute vie, la disponibilité de cette

ressource naturelle est déterminante de la qualité de notre vie et souvent même de notre
survie. Le cycle de l’eau (évaporation, condensation, ruissellement) devrait permettre de
subvenir aux différents besoins. En effet, l’eau ne se perd ni ne se crée et, globalement,
l’eau ne manquera pas alors que certaines ressources minières et les ressources en
énergie fossile (pétrole, gaz et même charbon) pourraient manquer à l’échelle de
quelques décennies ou de quelques siècles.
Hélas, l’eau est très inégalement répartie. Plus d’un tiers des terres de la planète
sont des étendues arides, soumises à des déficits en eau toute l’année ou d’une façon
saisonnière. Actuellement, un tiers de la population mondiale vivant dans les pays
faisant face à un « stress hydrique ».
1.1. Eaux souterraines

Les eaux souterraines sont toutes les eaux se trouvant sous la surface du sol, dans
la zone de saturation et en contact direct avec le sol ou le sous-sol.
Elles sont souvent contenues dans des couches aquifères : une couche aquifère est une
strate saturée qui peut rapporter des quantités utilisables de l'eau à un puits.
De point de vue hydrogéologique les couches aquifères se divisent en :

a) Nappes phréatiques ou alluviales Peu profondes et alimentées directement par
les précipitations pluvieuses ou les écoulements d’eau en dessus,
b) Nappes captives Plus profondes que le premier et séparées de la surface par
une couche imperméable, l’alimentation de ces nappes est assurée par
l’infiltration sur leurs bordures.
La nature du terrain sous lequel se trouvent ces eaux est un déterminant de leurs
compositions chimiques, cependant elles sont appelées aussi les eaux propres car ils
répondent èn général’ aux normes de potabilité. Pourtant, ces eaux sont moins
sensibles aux pollutions accidentelles, elles perdent totalement leur pureté originale
dans le cas de contamination par des polluants.
Quand une eau souterraine contient une concentration en certains minéraux dépassant
les normes de potabilité, mais elle représente des propriétés thérapeutiques on la
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distribue en bouteilles avec parfois un traitement bien définit, ces eaux sont dites eaux
minérales.
1.2. Eaux de surface (eaux superficielles)
Ce type des eaux englobe toutes les eaux circulantes ou stockées à la surface des
continents (rivières, lacs, étangs, barrages,…). La composition chimique des eaux de
surface dépend de la nature des terrains traversés par ces eaux durant leurs parcours
dans l’ensemble des bassins versants. Ces eaux sont le siège, dans la plupart des cas,
d’un développement d’une vie microbienne à cause des déchets rejetés dedans et de
l’importante surface de contact avec le milieu extérieur. C’est à cause de ça que ces
eaux sont rarement potables sans aucun traitement. [1]
1.3. Les eaux salines
Qualitativement, une eau salée à un goût appréciable de "sel"; il lui correspond le

terme "salins". Quantitativement, une eau salée contient plus de 10 g/l de sels dissous;
en dessous, on parlera d'eau saumâtre. . [2]
On distingue deux catégories d’eau salée : l’eau de mer et l’eau saumâtre
 Eau de mer
L’eau de mer est la matière première de l’usine de dessalement. Chacun peut
observer ses changements de température, de limpidité d’un lieu ou d’un jour à l’autre ;
les écarts de salinité sont moins connus. Salinité, température et matières en suspension
sont les paramètres majeurs du fonctionnement d’une unité de dessalement. Les eaux de
mers sont caractérisées par une grande salinité. [2]
 Les eaux saumâtres

On appelle eau saumâtre une eau salée non potable de salinité inférieure à
celle de l'eau de mer. La plupart de ces eaux contiennent entre 1 et 10 g de sel par litre.
Ce sont parfois des eaux de surface mais le plus souvent des eaux souterraines qui se
sont chargées en sels en dissolvant certains sels présents dans les sols qu'elles ont
traversés. Leur composition dépend donc de la nature des sols traversés et de la vitesse
de circulation dans ces sols. Les principaux sels dissous sont les carbonates de
calcium(CaCO 3 ), les sulfates de calcium(CaSO 4 ), les carbonates de magnésium
(MgCO 3 ), et le chlorure de sodium (Na Cl). [3]
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A. Caractéristiques des eaux marines

 Les éléments principaux
La masse totale des sels dissous dans 1 kg d'eau de mer peut varier d’une eau de
mer à une autre (plus de 40 g/kg d'eau de mer, en mer Rouge, moins de 10 g/kg en
certaines régions de la mer Baltique. Par contre, les proportions relatives des principaux
sels restent constantes. Cette propriété est évoquée sous l'appellation de loi de Dittmar.
En pratique, on retient comme constituants majeurs ceux qui sont présents en
concentration supérieure à 1 mg/kg. Ils sont énumérés dans le tableau I.1. [2]
Tableau I.1: Concentrations des éléments principaux pour une eau de mer de
salinité de35 ‰.[4]
Éléments Formule Concentrations (mg/kg)
Chlorure (Cl-) 19 353
Sodium (Na+) 10 783
Sulfate (SO42-) 2 712
Magnésium (Mg2+) 1 283
Calcium (Ca2+) 412.1
Potassium (K+) 399.1
Bicarbonate (HCO3-) 108
Bromure (Br-) 67.3
Strontium (Sr2+) 7.9
Borate (B(OH) 4 -) 7.9
Fluorure (F-) 1.3
 Autres éléments minéraux
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L’eau de mer contient de nombreux autres éléments à des concentrations

beaucoup plus faibles. Ces éléments, malgré leur faible concentration, ont une
importance certaine dans des processus biologiques et organiques. Ils peuvent se trouver
sous différentes formes (dissous, colloïdaux ou en suspension).
Un litre d’eau de mer contient entre 30 à 40 g de sels alors que les matières en
suspension représentent quelques dizaines de mg par litre (mis à part aux embouchures
de certains fleuves particulièrement chargés en matériaux terrigènes). Ces particules
peuvent être finement divisées augmentant ainsi grandement les surfaces réactionnelles,
ce qui peut avoir une importance notable sur les propriétés physico-chimiques de l’eau
de mer. [5]
Figure I.1: Principales composantes de l’eau de mer [4]
 Matières organiques
Les basses concentrations de matières organiques dans l’eau de mer rendent leur
analyse chimique très compliquée. Les composés sont difficiles à isoler car dilués dans
un milieu contenant beaucoup d’autres éléments à de plus fortes concentrations. Par
convention, on sépare par filtration sur des filtres de 0,5μm les matières dissoutes des
matières organiques particulaires. Parmi les matières organiques dissoutes, on trouve
des chlorophylles et caroténoïdes, de la vitamine B12, des monosaccharides, des
aminoacides. Les matières organiques particulaires sont principalement constituées
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d’animaux et végétaux du Zooplancton (ou leurs résidus). Elles peuvent représenter de

10 à 60% de la matière en suspension. [5]
 Salinité
 Définitions
La salinité est définie conventionnellement comme la masse en grammes des composés
solides séchés à poids constant à 480°C, obtenue à partir de 1 kg d'eau de mer. Il est
supposé que la matière organique a été oxydée, le brome et l'iode remplacés par leur
équivalent en chlore et les carbonates convertis en oxydes. La chlorinité est définie
comme la masse d'halogénures (à l'exception du fluor) exprimée en grammes de chlore
par kilogramme d'eau de mer. La chlorosité est définie comme la masse d'halogénures
exprimée en grammes de chlore par litre d'eau de mer. [6]
Taux de salinité moyen de la Méditerranée

- Le taux de salinité de la mer Méditerranée varie entre 36 et 38 gr/l.
- Sa valeur oscille autour de 36 gr/l près du détroit de Gibraltar où les eaux se
marient par les courants avec celles de l'Atlantique. Le long des côtes
françaises, le taux moyen est proche de 37,5 gr/l. Les écarts engendrés par de
fortes pluies (baisse du taux) ou par de fortes évaporations lors de pics de
chaleur en été, ne sont que temporaires et rapidement compensés.
- Le taux de salinité de la mer est naturellement contrôlé par des éléments
régulateurs que sont les micro-organismes marins (qui consomment des sels
minéraux), les courants entre mers et océans qui tendent à équilibrer les
différences de concentration (ex: détroit de Gibraltar), en contre partie des
apports constants de minéraux transportés par les cours d'eau vers la mer et
(surtout dans l'Océan) des activités volcaniques sous-marines. [7]
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Tableau 1.2: Salinité de différentes mers fermées ou peu ouvertes [8]
Origine Salinité (g/l)

Mer rouge 43
Golf Arabique 43
Mer méditerranée 39
Océans atlantique et pacifique 33 à 36
Mer noire 13
Mer baltique 17
Mer morte 270
B. Interprétation des analyses physico-chimiques

 Viscosité des eaux de mer
La viscosité est un concept qui paraît simple et clair, à première vue, mais qui
devient incroyablement confus et complexe si l’on va au fond des choses. Il intervient
notamment dans la force avec laquelle les couches plus rapides entraînent les couches
plus lentes lors de l’écoulement laminaire d’un fluide. Si F est la force de frottement
s’exerçant tangentiellement à une surface de 1 unité de surface, on écrit :
𝝏𝒗
𝐅 = 𝛈 𝝏𝒏 Eq : 1.1
𝜕𝑣
Avec 𝜕𝑛 gradient de vitesse d’écoulement selon un axe normal à la surface
Le coefficient η, ou viscosité dynamique (dynamic viscosity), doit s’exprimer en

kg.m l/s. [2]
 Densités des eaux de mer

Rapport de la masse volumique de l’eau de mer à celle de l’eau distillée à une
température de 4 °C. La densité des océans est en moyenne de l’ordre de 1.035 à 1.036.
Elle varie avec la salinité, la température et la pression.
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 pH des eaux de mer

Le pH correspond à une concentration en ion H3O+. Cette mesure est importante
car le pH intervient dans beaucoup d’équilibres physico-chimiques.
La mesure du pH permet notamment de vérifier l’efficacité des prétraitements d’une

installation de dessalement, pour éviter les précipitations de sels sur les membranes. [6]
 Température
Les propriétés de l’eau, affectées par la température sont :
- la densité et la viscosité ;
- la solubilité des gaz et des sels ;
- les vitesses des réactions chimiques et biochimiques.
Ce paramètre influence fortement les performances d’un osmoseur, en raison

principalement de la modification de la viscosité de l’eau : une eau froide, d’une
viscosité plus élevée, traverse moins facilement une membrane qu’une eau chaude. La
pression d’alimentation de l’osmoseur devra alors être plus importante.
 Conductivité
La conductivité exprime la minéralisation globale d’une eau en mesurant son

aptitude conductrice au passage d’un courant électrique. Elle dépend de la température
du liquide. Pour ramener la valeur mesurée à 20°C, il faut effectuer la correction
suivante :
C 20°C = C T × f Eq : 1.2
La conductivité est directement liée à la quantité de sels présents dans une eau. Chaque
type de sel apporte une conductivité différente et la relation entre les deux mesures est
propre à chaque solution saline.
Pour le suivi d’une usine de dessalement, la mesure de conductivité est utilisée, car elle
est plus simple et rapide (analyseurs en continu) que la mesure de la salinité.
Il existe des relations empiriques pour déterminer la minéralisation d’une eau à partir de
la mesure de sa conductivité.
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D’une façon générale, le résultat ainsi obtenu pour la minéralisation est différent de
celui obtenu par la mesure directe de l’extrait sec, mais permet d’avoir une première
approche et de pouvoir comparer des évolutions de mesure par exemple.
Il permet aussi de vérifier la cohérence d’une analyse d’eau.
Pour une eau de mer on peut utiliser la relation suivante :
SDT (mg/l) = 0,70. Conductivité à 25°C (µS/cm) Eq :1.3
 Turbidité
La turbidité d’une eau a pour origine la présence de matières en suspension. Cette

mesure permet donc de mesurer l’efficacité des traitements, notamment des
prétraitements dans le cas d’une installation d’osmose inverse.
 Dureté
La dureté d'une eau correspond à la présence des ions: Ca+2 et Mg+2. Elle est notée
TH. Dureté totale. On peut citer 2 duretés: dureté temporaire : indique la concentration
ions Ca+2 et Mg+2 qui précipitent après ébullition d'eau. Dureté permanente: correspond
à la concentration en ions Ca+2 et Mg+2 qui restent en solution après ébullition d'eau. La
dureté d’une eau de mer et en moyen de 705°F. [10]
 Les Métaux lourds
Les métaux lourds présents dans l'eau de mer peuvent être selon l'ordre de
nocivité décroissante: Mercure, cadmium, Argent, Plomb, Zinc, Nickel, Cobalt……leur
toxicité de pend de la forme chimique dans laquelle ils se trouvent. Les métaux lourds
représentent un vrai problème de santé publique. De part leur composition chimique, ils
ne peuvent être dégradés par les bactéries. [11]
 Sels dissous totaux (TDS)

Cette valeur est importante puisqu’il en découle une valeur de pression osmotique,
et donc une valeur de pression d’alimentation nécessaire pour l’alimentation des
osmoseurs.
 Calcium
GC 2020 Page 9
La mesure de ce paramètre est importante, car dans un osmoseur il y a des risques

de précipitations de sels liés au calcium : sulfate de calcium et carbonate de calcium.
Le prétraitement doit être adapté en fonction des concentrations de ces ions.
 Barym, strontium
Ces deux éléments peuvent précipiter avec les sulfates dans le concentrât pour
former du sulfate de baryum et du sulfate de strontium.
Le prétraitement doit être adapté en fonction des concentrations de ces ions.
 Bromures
Cette mesure est importante en raison de l’interaction du brome avec le chlore
comme on le verra par la suite (Titre 5).
 COT (carbone organique total)

Remarque préliminaire : pour une eau de mer, la mesure de l’oxydabilité au
KMnO 4 n’est pas fiable, en raison de sa salinité trop importante qui fausse la mesure. Il
sera préféré dans ce cas une mesure du COT.
La présence combinée en proportion importante de matières organiques et de matières

biologiques dans une eau de mer, peut laisser présumer de risques de développement
important de la biomasse qui se nourrit de matière organique (acide humique
principalement).
 Teneur en fer et manganèse

La mesure de ces paramètres dans l’eau brute doit être faite régulièrement, en
raison des risques de précipitation d’hydroxydes de fer et d’oxydes de manganèse sur
les membranes d’osmose inverse si le prétraitement n’est pas adapté.
 Bore
Le bore est présent dans l’eau de mer sous forme d’acide borique (H 3 BO 3 ) à une
concentration voisine de 5 mg/l. Si l’eau produite par une usine de dessalement sert à
l’irrigation, le bore, au-delà d’une teneur de 1 mg/l, est responsable de l’apparition de
tâches sur les fruits et les légumes, ce qui altère leur qualité commerciale. [9]
GC 2020 Page 10
C. Les organismes aquatiques
Dans l’eau, il y a trois règnes: bactérien, animal et végétal.

 Le règne bactérien est composé d'organismes microscopiques
unicellulaires, isolés ou coloniaux.
 La règne végétale est formée des champignons, des nombreux types
d'algues (qui peuvent être flottantes (plancton) ou accrochées à un support (périphyton).
et les végétaux supérieurs.
 La règne animale comporte les organismes les plus simples qui sont les
animaux unicellulaires (protozoaires) et les animaux supérieurs (vers, crustacés, larves,
etc.) [10]
Les algues vertes
Bactéries E-coli Bactéries Choléra Bactérie flagelle
Figure I.2 : Les Algues et les Bactéries
GC 2020 Page 11
D. Origine de la salinité des eaux de mer
Il y'a à peu près 4 milliards d'années, l'activité volcanique de la Terre était très
forte. A cette époque, l'atmosphère était riche notamment en vapeur d’eau, dioxyde de
carbone (plus connu sous le nom de gaz carbonique) et en autres gaz composés de
chlore et soufre. Puis au bout d'un certain temps, il y'a environ 100 millions d'années de
cela, la terre s’est refroidie et la vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère s’est
condensée et en se précipitant, elle a emporté avec elle de nombreux autres gaz de
l’atmosphère. Cette combinaison entre la vapeur d’eau et le dioxyde de carbone ou
encore le dioxyde de soufre est à l’origine de la formation de pluies acides.
Ces dernières sont responsables du phénomène d’érosion, qui arrache à la croûte

terrestre, aux éléments qui la composent, des fragments de leur structure, notamment
des sels. Ces sels issus de l’érosion des roches par les pluies acides sont ensuite
entraînés dans les rivières et les fleuves pour être conduits jusqu’à ces grandes étendues
d’eau que sont les mers et océans. [11]
E. Différents polluants dans les eaux de mer

Le long des côtes fortement urbanisées et industrialisées, la contamination est
plus forte, entraînant la pollution des eaux de mer, qui est considérée comme un
problème qu’il faut résoudre. Parmi les différents agents qui peuvent contribuer à la
pollution des eaux de mer, on peut citer :
 Les vents qui peuvent transporter sur de grandes distances les matières
contaminèrent.
 Les rivières, par suite des précipitations, les substances toxiques sont entraînées
et transportées jusqu’aux océans;
 Les déversements d’égouts dans les fleuves ou directement dans la mer
entraînant les matières organiques et les bactéries. [12]
GC 2020 Page 12
DESSALEMENT DE L’EAU DE MER
PAR
OSMOSE INVERSE
Chapitre 2 Dessalement de l’eau de mer par osmose inverse
2.1. Généralités sur le dessalement

Le dessalement consiste à éliminer les sels dissous et les substances organiques
présentes dans les eaux, ainsi qu’une partie des bactéries et des virus. Il a connu ces
dernières années une avancée remarquable grâce au développement de différents procédés.
La méthode la plus répandue mondialement est celle de l’osmose inverse car elle présente
un fort intérêt en termes de coût d’investissement, de consommation d’énergie et de qualité
de l’eau produite.
2.1.1. Classification des différents procédés de dessalement

On peut classer les méthodes de dessalement en fonction des procédés utilisés, soient
• Les procédés qui font intervenir un changement de phase (distillation et
congélation) ;
• Les procédés qui utilisent des membranes (électrodialyse et osmose inverse) ;
• Les procédés qui agissent sur les liaisons chimiques (échange d’ions et extraction
par solvant sélectif).
Ces procédés peuvent être classés plus précisément, soit : [13]
 Selon le principe sur lequel ils se basent :
Procédés de
dessalement
Par Agissant
Changement de A Membranes
sur les liaisons
Phase chimiques
Distillatio Congélatio Osmose Électr Echange Extractio

n n inverse odialys d’ion n par
solvants
sélectifs
A Compression
Flash
Multiples de
Effets Vapeur
Figure 2.1: Les procédés de dessalement selon différents principes
INSFP 2017 PAGE 13

Chapitre II Dessalement de l’eau de mer par osmose inverse
 Selon le type d’énergie consommée :
Procédés de
dessalement
Consommation chaleur Consommation de

(Distillation) puissance électrique,
é i
Osmos Congéla Électr Compres

A Compre
e tion odialy sion de
Flas Multipl ssion de
es effets vapeur inverse se vapeur
h
Figure 2.2: Les procédés de dessalement selon le type d’énergie consommée
2.1.2. Les étapes du traitement des eaux de mer

Quel que soit le procédé de séparation du sel et de l'eau envisagé, toutes les
installations de dessalement comportent ces étapes :
• Une prise d'eau de mer avec une pompe et une filtration grossière,
• Un prétraitement avec une filtration plus fine, l'addition de composés biocides et de
produits anti-tarte,
• Le procédé de dessalement lui-même,
• Le post-traitement avec une éventuelle reminéralisation de l'eau produite.
Figure 2.3: Schéma général d'une installation de dessalement [14]
GC 2020 PAGE 14
2.2. Dessalement de l’eau de mer par osmose inverse

2.2.1. L'osmose inverse
L'osmose inverse est un procédé de séparation de l'eau et des sels dissous au moyen
de membranes semi-perméables sous l'action de la pression (54 à 80 bars pour le traitement
de l'eau de mer). Ce procédé fonctionne à température ambiante et n'implique pas de
changement de phase. Les membranes polymères utilisées laissent passer les molécules
d'eau et ne laissent pas passer les particules, les sels dissous, les molécules organiques de
10-7 mm de taille.
L'énergie requise par l'osmose inverse est uniquement celle électrique consommée
principalement par les pompes haute pression.
La teneur en sels de l'eau osmose est de l'ordre de 0,5 g/l.
A. Principe de l'osmose inverse
On appelle osmose le transfert de solvant (eau dans la plupart des cas) à travers une
membrane semi-perméable sous l'action d'un gradient de concentration.
Soit un système à deux compartiments séparés par une membrane semi-perméable et

contenant deux solutions de concentrations différentes. Le phénomène d'osmose va se
traduire par un écoulement d'eau dirigé de la solution diluée vers la solution concentrée. Si
l'on essaie d'empêcher ce flux d'eau en appliquant une pression sur la solution concentrée,
la quantité d'eau transférée par osmose va diminuer. Il arrivera un moment où la pression
appliquée sera telle que le flux d'eau s'annulera. Si, pour simplifier, nous supposons que la
solution diluée est de l'eau pure, cette pression d'équilibre est appelée pression osmotique.
Figure 2.4. Principe de l'osmose et de l'osmose inverse
GC 2020 PAGE 15
Une augmentation de la pression au delà de la pression osmotique va se traduire par un

flux d'eau dirigé en sens inverse du flux osmotique, c'est-à-dire de la solution concentrée
vers la solution diluée : c'est le phénomène d'osmose inverse. [15]
Pour les solutions suffisamment diluées, la pression osmotique notée π peut être calculée
d'après la loi de Van't Hoff :
π=ixCxRxT Eq : 1
Avec :
i : est le nombre d'ions dissociés dans le cas d'un électrolyte
C : la concentration en sels en mol/m3
R : la constante des gaz parfaits R = 8,314 J/mol.K
T : la température absolue de la solution en Kelvin. [15]
B. Les membranes d’osmose inverse

 Définition de la membrane
Une membrane est une barrière de quelques centaines de nanomètres à quelque
millimètres d’épaisseur, sélective, quo us l’effet d’une force de transfert, permettant
l’arrêt ou le passage sélectif de substances, dissoutes ou non, sous l’action d’une
force motrice de transfert. [16].
Les critères de séparation des particules, des modules et/ ou des ions peuvent être :
 La nature chimique
 La dimension et la forme
 L’état physique
 La charge électrique
 Mécanisme de transfert
En osmose inverse les transferts de solvant et de soluté se font par solubilisation/diffusion.
Toutes les espèces moléculaires (solvant et soluté) se dissolvent à travers la membrane et
diffusent à l’intérieur de celle ci comme dans un liquide sous l’action d’un gradient de
concentration et de pression. Le transfert ne dépend plus de la dimension des particules
mais de leur solubilité dans le milieu membranaire. Les séparations sont donc d’origine
chimique et sont liées au pouvoir solvant de la membrane. [14].
GC 2020 PAGE 16
Figure 2 .5: Mécanisme de transfère de matière.
C. Caractéristiques principales d'une unité d'osmose inverse :
Deux paramètres sont pris en compte:
 le taux de conversion : c’est-à-dire la fraction du débit de liquide qui traverse la

membrane, rapport entre le débit produit et le débit d’alimentation se définit par
𝑸𝒑
𝒀 = 𝑸𝑫 × 𝟏𝟎𝟎 Eq : 2.2
 la sélectivité : de la membrane définie par le taux de rejet R (ou taux de rétention) de

l'espèce que la membrane peut retenir.
𝐂𝟎−𝐂𝐩 𝐂𝐩
𝑹= 𝐂𝟎
= 𝟏 − 𝐂𝟎 Eq : 2.3
Avec Co = concentration de l’espèce à retenir dans la solution
et Cp = concentration de la même espèce dans le perméat
D. Les Modules d'osmose inverse

 Module spirale
Au sein de module spirale, une membrane plane est enroulée sur elle-même autour d'un
tube poreux qui recueille le filtrat. On obtient ainsi un cylindre multi-couches où le
perméat s'écoule selon un chemin spiralé vers le tube poreux tandis que l'alimentation
circule axialement dans les canaux [17].
GC 2020 PAGE 17
Figure 2.6 : Structure interne d’une membrane à spirale

 Les avantages et inconvénients des modules spirales :
Tableau 2.1: Avantages et inconvénients des modules spirales [14]
Avantages Inconvénients
Compacité élevée Sensible au colmatage
Faible volume mort Difficulté de nettoyage
Coût d'investissement relativement faible
E. Les avantages et les inconvénients de l’osmose inverse [18]

Les avantages :
 Obtention d’une eau très pure après osmose inverse ;

 L’eau osmose est antioxydant, alors que l’eau en bouteille est plus oxydée du fait du
délai souvent trop long entre la mise en bouteille et la consommation ;
 Le pH légèrement acide de 6,6, idéal pour la digestion, l’assimilation des aliments ;
 Le procédé d’OI ne demande pour sa mise en marche ou son arrêt que quelques
secondes ;
 L’osmose inverse peut être schématisée par une pompe à haut pression et un ou
plusieurs modules (simplicité de représentation) ;
 Faible consommation d’énergie, comparée à d’autres procédés.
GC 2020 PAGE 18
Les inconvénients :
 Nécessité d’un prétraitement de l’eau brute ;

 Le remplacement des membranes d’OI représente 5% du coût du traitement ;
 La séparation membranaire possède un talon d’Achille c’est le « le colmatage » qui est
responsable dans trois quart des cas du vieillissement de la membrane ;
 La capacité unitaire d’un module d’OI ne dépasse pas 20 m3/j d’eau douce à partir de
l’eau de mer, et donc une installation de grande capacité sera constituée de plusieurs
modules, ce qui entraîne une complexité de l’installation et un coût élevé.
 Impact négatif du rejet de la saumure sur l’environnement.
2.3. Les problèmes techniques rencontrés dans le dessalement
Les principaux problèmes rencontrés dans le dessalement de l’eau de mer sont [9]:
2.3.1. Colmatage
Du fait de leur très faible seuil de rétention et de leur charge de surface, les
membranes d’osmose inverse sont très sensibles au colmatage par une combinaison de
matières colloïdales, organiques et biologiques.
Le colmatage peut être également provoqué par l’injection de produits de prétraitements
non compatible avec les membranes. Ainsi du fait de la charge négative (–) des membranes
il ne peut être utilisé des produits cationiques (+). Cela provoquerait, par attirance des
charges de signes opposés, la formation d’un gel entraînant un colmatage des membranes
pouvant être irréversible.
Si la surface membranaire mise en œuvre n’a pas été convenablement dimensionnée et que
la densité du flux est trop importante, les membranes auront tendance à se colmater
rapidement, ce qui implique :
 des nettoyages chimiques fréquents, et/ou ;
 d’améliorer la qualité de l’eau prétraitée, et/ou ;
 rajouter des éléments.
2.3.2. Entartrage
L’entartrage des membranes est dû à la précipitation de certains sels dissous si leur
produit de solubilité a été dépassé. Ce phénomène peut avoir lieu dans la zone
alimentation/concentration où la teneur en sels dissous va augmenter au fur et à mesure de
la traversée des éléments successifs logés dans le corps de pression, augmentation due à la
perméation d’une partie de l’eau.
GC 2020 PAGE 19
2.3.3. Dégradation La dégradation de la structure membranaire peut être provoquée par

la présence de résiduels d’oxydants ayant servis au prétraitement de l’eau d’alimentation.
2.3.4. La corrosion Dans l’ensemble, les cas de corrosion les plus courants sont dus à :
 Une présence excessive en sels minéraux (chlorures, sulfates) ;

 Un pH inférieur au pH de saturation (pHs) ;
 Une saturation en oxygène dissous.
2.4. Nettoyage des membranes
Le choix des solutions de nettoyage dépend, d’une part, de la nature des dépôts qui
sont à l’origine du colmatage et d’autre part, de la nature des membranes : il faut en effet
dissoudre des dépôts sont détériorer ces dernières. 16
• On comprend dans ces conditions que chaque fournisseur de membrane préconise

pour chaque cas une solution de nettoyage fonction de la nature de la membrane et
de la nature du dépôt.
• Quand les membranes sont encrassées une pression plus élevée est nécessaire pour
maintenir les flux (capacité).
• Pour éviter un encrassement irréversible les fabricants des membranes
recommandent de nettoyer chimiquement les membranes quand la pression
augmente de 10-15%
 Nettoyage par contre pression
Cette procédure appelée en anglais « back flushing » consiste à employer une pression
dirigée du circuit de perméat vers le circuit de concentrât. Un volume contrôle et perméat
traverse la membrane en sens inverse et, dans de nombreux cas, élimine une partie des
dépôts, l’efficacité de ce nettoyage dépend beaucoup d’une part de type de dépôt, et d’autre
par de la fréquence et de l’amplitude des impulsions de la pression appliquée à contre-
courant.
 Les produits chimiques utilisés pour le nettoyage des membranes :

 Acide citrique pour éliminer le fer
 Soude caustique avec EDTA (pH=10, non acétate cellulose) pour éliminer la
matière organique et le biofouling.
 Produits Commerciaux (détergents) [14].
GC 2020 PAGE 20
DESCRIPTION ET
FONCTIONNEMENT DE L’USINE DE
DESSALEMENT FOUKA
Chapitre 3 Description et fonctionnement de l’usine FOUKA
3.1. Présentation de l’organisme d’accueil Myah Tipaza

La Station de Dessalement d’Eau de Mer de Fouka est l’une des 13 projets
décidés par le Gouvernement Algérien au début des années 2000 qui faisait suite à 20
ans de sècheresse. Sur décision du Conseil Interministériel du 12 Octobre 2003,
L’Algérie opte pour le Dessalement d’Eau de Mer. Un grand programme est lancé et la
société Algerian Energy Company (AEC, crée en 2001) est chargée de sa mise en
œuvre. L'Algérienne des eaux et la Sonatrach, deux sociétés détenues à 100% par le
gouvernement algérien, achèteront la totalité de la production d'eau de l'usine pour une
durée de 25 ans.
AEC lance un Appel d’Offre international dans le cadre d’un BOO (Build Own
Operate) afin de sélectionner une Entreprise ayant les compétences, dans le cadre d’une
Société de Projet créée à cet effet, pour concevoir, réaliser, posséder, exploiter,
maintenir et commercialiser l’eau produite, à savoir 120.000 m3/jour d’eau potable
destinée à l’Ouest de la Wilaya d’Alger et l’Est de la Wilaya de Tipaza.
Le marché est remporté en 2005 par le Groupement SNC Lavalin, Société

d’ingénierie et de construction canadienne présente depuis 20 ans en Algérie, et
Acciona Agua, Société espagnole spécialiste dans le Dessalement d’Eau de Mer.
L’Usine de Dessalement d’Eau de Mer de Fouka est gérée par – MYAH TIPAZA SPA
créée en 2007. Les travaux de construction de l’Usine ont commencé en Avril 2008.
L’usine est mise en service en Juillet 2011.
Cette station de dessalement de l’eau de mer de Fouka a coûté la bagatelle de 900

millions de DA dont 24 millions en euros. Pour rappel, une dizaine d’autres stations
sont en cours de réalisation au niveau national [21].
GC 2020 Page 21
Figure 3.1 :l’organigramme de l’usine de FOUKA [19].
3.1.1 Situation géographique de l’usine de dessalement
Le site de l’usine de dessalement d’eau de mer de Fouka est localisé dans la

wilaya de TIPAZA, Daïra de FOUKA, Commune de FOUKA à la sortie de la ville de
Douaouda marine et à l’entrée de Fouka.
Situer à 20 km du chef lieu de wilaya et à environ 35 km à l’Ouest d’Alger, elle est
sillonnée par la Route Nationale RN°11 en provenance d’Alger et en direction de Chlef
et elle est relié à Koléa par le chemin de wilaya N°110 et à Bou-Ismail par le chemin de
wilaya N°126
La commune de Fouka s’étend sur une superficie de 1273 Ha et se situe au Nord- Est de
la ville de Tipaza. Elle est limitée :
 Au Nord : Par la mer Méditerranée ;
 Au Sud : Par la commune de Koléa ;
 A l’Est : Par la commune de Douaouda ;
 A l’Ouest : Par la commune de Bou Ismail ;
GC 2020 Page 22
3.2. Installation de l’usine de dessalement fouka

La figure III.3 présente une vue sommaire de l’usine de dessalement, les unités de
dessalement sont comme suit : [20]
1- Tour de captage ;
2- Traitement chimique ;
3- Bâtiment de captage ;
4- Filtre à anthracite et sable ;
5- Filtre à cartouche,
6- Bâtiment d’osmose inverse;
7- Usine de CO2 ;
8- Saturateur de chaux ;
9-/Réservoir d’eau produite ;
10- Bâtiment de pompage d’eau produite ;
11- Sous-station électrique ;
12- Station de pompage SEAAL.
Figure 3.2: Description générale de la station de Fouka[21].
GC 2020 Page 23
3.3. Description détaillée de l'usine

L’usine de dessalement offre une superficie de 4 hectares, et présente une
longueur de 300 m et une largeur variant de 70-150 m. Signalons aussi que l’Oued
Mazafran se situe à environ 4 km du côté Est du site de la station de dessalement.
La capacité de la station de traitement est de 120 000 m3/jour ou la production est étalée
sur une période de 24 h/jour soit 5 000 m3/heure [20].
3.3.1. Une prise d’eau de mer :
L’eau de mer arrive gravitairement via une conduite d’une longueur de 1100 m de
la prise d’eau située à la courbe bathymétrique de 13 m. Les deux têtes de prises d’eau
sont installés au profondeur 8 à 10 m et distance de 845 à 950 m afin de pouvoir
chercher une eau de bonne qualité (sans algues, ou d’autre polluantes). les prises sont
construites en acier noir [20].
A. Tours de captage d’eau

Une chloration choc est prévue à l’intérieur des têtes de prises d’eau. Il n’est
cependant pas réaliste de considérer que les grilles, compte tenu de leur surface, seront
exposées à des concentrations assez élevées de chlore pour empêcher la prolifération
biologique. La chloration choc aura cependant un effet positif pour limiter la
prolifération des organismes à l’intérieur des conduites.
Le dosage dácide sulfurique á líntérieur des têtes de prise sera prévu pour augmenter
léffet bactéricide du hypochlorite et protéger plus efficacement les conduites jusquáu
puits déau de mer. Les prises d’eau sont munies de trappes d’accès permettant un accès
aux conduites [20].
Figure 3.3: Tour de captage Figure 3.4: Tête de prise déau [22].
GC 2020 Page 24
B. .Conduites de prises d’eau

La conception est basée sur les principes suivants :
 Les conduites d’amenés épouse le fond marin ;
 Les conduites sont de DN 1600 et ont une longueur de 900 m et sont construits
en PEHD.
 Les conduites d’adduction sont posées en pente constante à un niveau de radier
croissant en direction de la berge afin d’éviter l’accumulation d’air ou de gaz
(éviter le phénomène de cavitation);
 Des regards d’inspection sont prévus à tous les 300 m environ afin de permettre
une inspection visuelle.
Figure 3.5: Conduite en PEHD Figure 3.6: Émissaire submersible [22].

C. Station de pompage d'eau brute
La station de pompage d’eau brute sert à relever les eaux jusqu’aux filtres à sable.
Trois (3) dégrilleurs verticaux sont à l’entrée de la station pour la protection des
pompes.
-Des vannes murales permettront l’isolation du puits de pompage pour l’entretien.
-Des vannes d’isolement sont également prévues de chaque côté des dégrilleurs pour
isoler chacun d’eux pour entretien. Les pompes de type horizontale verticalisée sont
soigneusement choisies pour résister à la forte agressivité de l’eau de mer. La station de
pompage est basé sur 6 + 1R pompes [20].
GC 2020 Page 25
• Critères de conception des dégrilleurs

Trois (3) dégrilleurs verticaux sont prévus à l’entrée de la station pour la protection des
pompes.
Épaisseur des barreaux (mm) 10
Espacement entre les barreaux (mm) 80
Vitesse à travers les barreaux (m/s) ≈ 0.1
Figure 3.7: Dégrilleur.
3.3.2. Post de prétraitement

Pré-chloration
Une pré-chloration est prévue à l’eau brute (soit au chlore gazeux ; où l’hypochlorite de
calcium ; où l’hypochlorite de sodium), ce dernier est utilisé comme traitement choc de
l’eau à l’entrée de la station pour limiter la formation de biofilm dans les conduites de la
prise d’eau et les filtres.
Coagulant et polymère
Du Chlorure Ferrique (où sulfite ferrique) est ajouté à l’eau brute en amont des filtres
pour agir en tant que coagulant et agglomérer les particules fines. Un coagulant à base
de polymère pourra être injecté lorsque l’eau brute sera très turbide (ex : lors d’un
orage).
Le métabisulfite de sodium où Bisulfite sodium

Pour éliminer le chlore résiduel où de l’oxydant lorsqu’il y a une pré-chloration à l’eau
brute. Ces oxydants doivent être éliminés parce qu’ils peuvent détériorer de façon
irrémédiable les membranes de polyamide aromatique.
L’acide sulfurique
Pour réduire le pH =7 de l’eau de mer avant sont entrée aux filtres.
L’objectif de cette réduction est de :
 Garantir l’effet bactéricide du chlore
 Aider la performance du coagulant ;
GC 2020 Page 26
 Éviter la précipitation de CaCo3 à l’intérieur des membranes.
3.3.3. Filtres bicouches gravitaires

Les filtres sont opérés à un niveau et débit constant.
 Au niveau de la filtration gravitaire, il est opté pour l’installation des filtres
bicouches.
Dans les filtres bicouches, la couche supérieure est faite d’un matériel épais et de faible
densité (anthracite dans notre cas). C’est dans cette première couche que la majorité des
particules est retenue. La couche inférieure inclut un matériel fin et plus épais,
constituant un traitement d’affinage.
Les caractéristiques des filtres ouverts sont : [20]
 Nombre d’unités en service : 18
 Nombre d’unités en maturation ou lavage : 2
 Type de filtre : Filtre ouvert
 Largeur: 5m
 Longitude: 15,5 m
 Hauteur de couche : 1 000 mm
 Surface de filtration: 77,5 m2
 Surface totale: 1 395 m2
 Temps de rétention sur couche pour coagulation: 15 min
 Volume requis : 159 m3
 Hauteur d’eau : 2,1 m
 Perte de charge minimale: 0,32 m
 Perte de charge maximale admise: 2m
GC 2020 Page 27
A. Couche filtrante
• Anthracite
Hauteur de couche 400 mm
Taille effective 1,5 mm
Coefficient d’uniformité 1,3
Volume par filtre 31 m³
Volume total 620 m³
Densité apparente 0,74
Poids par filtre 23 t
Poids total 459 t
• Sable de silex
Taille effective 0,66 mm
Volume par filtre 47 m³
Densité apparente 1,50
Poids par filtre 70 t
Poids total 1 395 t
• Gravier (ou membrane filtrante)
Taille effective 2 mm
Volume de sable par filtre 8 m³
GC 2020 Page 28
Poids de sable par filtre 12 t
Poids total 233 t
Les bassins de filtration ont été couvert avec des dalles en plastique afin d'évité le
développement des algues
Figure 3.8: Filtres gravitaire.

B. Lavage des filtres
Le lavage des filtres se fait automatiquement à l’air et à l’eau. Pour le lavage des
filtres, un réservoir de saumure de 750 m3 est prévu. Ce réservoir a une capacité
suffisante pour réaliser un lavage de filtres.
Le lavage des filtres se fait avec de la saumure. Le remplissage du réservoir de saumure
se fait grâce à une conduite d’un diamètre de 1000 mm en GRP provenant du rejet des
unités d’osmose.
Le lavage des filtres avec saumure est recommandé pour les raisons suivantes :
 La saumure est un sous-produit qui, dans ce cas, est réutilisée.

 Le lavage avec saumure permet une diminution des besoins en eau filtrée et
donc une économie énergétique dans le pompage d’eau de mer.
 Le lavage avec saumure permet un choc osmotique aidant au contrôle de la
croissance bactérienne.
GC 2020 Page 29
Le réservoir d’eau filtrée a un volume de 950 m3, il est prévu pour stocker les eaux
filtrées avant leur pompage vers les filtres à cartouches. Le réservoir est séparé en deux
compartiments pour en permettre l’entretien [20].
3.3.4. Filtres à cartouches :
Afin de filtrer les petites particules pouvant s’échapper des filtres à sable et
protéger ainsi les membranes contre un encrassement, des filtres à cartouches capables
de filtrer des particules jusqu’à 5 microns sont installés en amont des unités d’osmose.
Lorsque la baisse de pression à travers les filtres à cartouches dépasse une valeur
préétablie (environ 1,5 bars), la cartouche du filtre doit être remplacée. La fréquence de
remplacement est estimée à environ 4 fois l’an.
Les caractéristiques des filtres à cartouches sont les suivantes :
 Nombre de vaisseaux 9 + 1R
 Nombre de filtres par vaisseau 360
 Nombre total de filtres 3 600
 Température de l’eau 15 – 27 °C
 Solides totaux en suspension < 4 mg/l
 Niveau de filtration 5 μm Nominal
 Pression à l’entrée 4 bars
 Perte de charge
 Minimum 0,5 bar
 Moyen 1,0 bar
 Maximum 1,5 bars
 Filtre
 Diamètre du filtre 1 700 mm
 Longitude cylindrique 2 000 mm
GC 2020 Page 30
 Pression de design 7 bars
 Composition des filtres Ebonited Carbon Steel
 Débit par vaisseau 1 268 m³/h
 Cartouches
 Type Double open ended
 Longueur unitaire des cartouches 1 500 mm (6 cartouches)
 Diamètre par cartouche 63 mm
 Débit par cartouche 3,52 m³/h – 58,7 l/min
 Débit max. autorisé par cartouche 100 l/min
 Débit par 10" de cartouche 587 l/h
 Débit recommandé par 10" de cartouche 600 l/h/10"
Figure 3.9: L'unité des filtres à cartouches
GC 2020 Page 31
Les paramètres suivants sont mesurés une dernière fois avant l’arrivée de l’eau aux
membranes :
 Turbidité
 PH avec alarme de bas et haut niveaux
 Température avec alarme de bas et haut niveaux
 Potentiel redox avec alarme de bas et haut niveaux
 Chlore libre résiduel avec alarme de bas et haut niveaux
 Indice d’encrassement (SDI) (mesures manuelles périodiques)
3.3.5. Osmose inverse
Le système d’osmose inverse est conçu de façon modulaire. Il est composé de six
(6) unités d’osmose inverse (OI) d’une capacité unitaire de 20 000 m3/jour chacune. Il
n’y a pas d’unités en réserve. Il est possible de faire fonctionner l’usine afin de produire
les gammes de débits journaliers suivantes :
Tableau 3.1: Capacité de la station
Nombre d’unité d’osmose Débit (m3/jour) % du débit nominal

inverse en service
1 20 000 17 %
2 40 000 33 %
3 60 000 50 %
4 80 000 67 %
5 100 000 83 %
6 120 000
GC 2020 Page 32
A. Filières d’osmose inverse
Après le traitement, l’eau est pompée avec des pompes haute pression jusqu’aux
modules d’osmose inverse. L’eau de mer à pression passe à travers les membranes,
produisant deux courants à la sortie des membranes : l’eau osmotisée (perméat) et la
saumure. Six (6) filières d’osmose à une (1) passe sont installées, chaque filière est
constituée des tubes de membranes. Les filières d’osmose sont raccordées à un
collecteur commun alimenté pour les six (6) pompes haute pression.
Les paramètres de conception adoptés pour les unités d’osmose inverse sont résumés ici
 Nombre de racks (unité) en opération 6
 Conversion ≈ 45 % Total
 Fluide Eau de mer
 Température 15 à 27 °C
 Salinité 38 g/l
 Nombre de tubes par rack 216
 Membranes par tube 7
 Espace libre 10 %
 Nombre total de membranes 9 072
 Caractéristiques des membranes :
 Configuration Spiralée
 Matériel Polyamide
 Matériel du tube Fibre de verre et époxy
 Dimensions Diamètre 8", Longueur 40"
 PH d’opération 2 – 11
 Température maximale d’opération 45°
 Débit de perméat 27,7 m3/jour
 Réjection de sel 99,7 % Figure 3.10: Membrane (vue de

l'intérieur).
GC 2020 Page 33
B. Configuration du système d’osmose inverse et taux de récupération

La station d’osmose inverse nécessite seulement une (1) passe afin d’atteindre le taux de
solides dissous requis. Le taux de récupération est estimé à 45 %.
La station d’osmose est dotée des équipements suivants :
• Six (6) pompes hautes pression, six (6) dispositifs de récupération d’énergie et
six (6) pompes Booster;
• Six (6) trains d’osmose inverse 1ère passe;
• Un système de nettoyage et de flushing.
Dans les conditions nominales du fonctionnement, la production est assurée par les six
(6) filières.
Figure 3.11: Filières d’osmose inverse.

C. Dimensionnement des pompes hautes pression :
Les pompes HP sont dimensionnées de façon à pouvoir fournir une pression de 67 bars
requis par les membranes à 15 °C et pour une salinité de 38 g/l.
• Pompe à haute pression
 Nombre d’unités en opération 6
 Nombre d’unités en réserve 0
 Variateur de vitesse NON
 Fluide Eau de mer
GC 2020 Page 34
 Densité 1 030 kg/m3
 Débit de pompe 860 m3/h
 Puissance du moteur adoptée 2000 kW
Figure 3.12: Pompe
D. Système de récupération d’énergie

La récupération d’énergie de saumure produite pendant le procédé d’osmose se
fait grâce à des échangeurs de pression.
• Système de récupération d’énergie :
 Numéro d’unités en service 6
 Numéro d’unités en réserve 0
Figure 3.13: Système de récupération d'énergie.
3.3.6. Reminéralisation :
GC 2020 Page 35
Le post-traitement est conçu pour rendre le perméat des unités d’osmose (une eau
relativement agressive de faible salinité, de très faible dureté et d’alcalinité) moins
agressif et plus approprié à la distribution dans le réseau municipal.
Le perméat d’osmose est traité (post-traitement) avant d’être distribué aux
consommateurs.
L'usine de FOUKA est équipée de dispositifs de correction de la dureté et de l’alcalinité
pour stabiliser la nature relativement agressive de l’eau dessalée produite et lui conférer
un goût plus satisfaisant. Un dispositif additionnel de désinfection par chloration est
également inclus pour prévenir tout risque de développements bactériens dans les
réservoirs et les systèmes de distribution.
Le système de reminéralisation se fait avec :
 La chaux (CaOH2) (figure 3.14)
 Le CO2 (figure 3.15)
Figure 3.14: Silos de la chaux.
Figure 3.15: CO2 fabriqué sur site.
GC 2020 Page 36
Une désinfection est réalisée avant distribution, un chlore résiduel de 0,5 mg/l est prévu
au point de livraison.
3.3.7. Station de pompage d'eau traitée Le système de stockage d’eau est constitué d’un
bac de stockage d’une capacité de 3 600 m3 en béton armé.
 La station de pompage d’eau traitée permet de refouler l’eau commerciale

jusqu’au point de livraison.
 Les six pompes (6 +1R) de la station de pompage fonctionnent avec un débit
fixe et/ou variable afin de garantir les fluctuations de débit et de pression.
Le tableau 3.2 résume les caractéristiques des pompes.
Tableau 3.2: Résumé des caractéristiques des pompes.
Description Ligne 1
Nombre de pompes 6+1
Débit des pompes (m3/h) 833,3
Pression des pompes (bars) 24
Puissance électrique moteur (kW) 750 kW
Figure 3.16: Station de pompage d'eau traitée.
GC 2020 Page 37
COLMATAGE DES MEMBRANES
D’OSMOSE INVERSE
Chapitre 4 Colmatage des membranes d’osmose inverse
INTRODUCTION
Un inconvénient majeur de l'application d'une membrane à osmose inverse (OI)

dans le dessalement de l'eau de mer est la sensibilité de la membrane à l'encrassement.
En effet, l'encrassement entraînera des coûts de fonctionnement plus élevés tels qu'une
demande d'énergie plus élevée, une fréquence de nettoyage accrue et une durée de vie
réduite des éléments de membrane. L'encrassement des membranes RO peut être classé
selon le type de encrassement : Encrassement particulaire / colloïdal, bio-
encrassement, encrassement organique et inorganique (entartrage).
Les encrassements particulaires / colloïdales comprennent principalement des

solides en suspension et certains hydroxydes à base de métaux qui peuvent s'accumuler
à la surface de la membrane en temps voulu et former un encrassement du gâteau. Les
micro-organismes tels que les bactéries, les champignons ou les algues peuvent sécréter
des polymères qui s'ancrent à la surface de la membrane, ce qui favorise la croissance
du biofilm.
Les composés organiques constitués de substances humiques, de polysaccharides

et de composés aromatiques peuvent provoquer un encrassement par adsorption.
L'encrassement ou l'entartrage inorganique est causé par le dépassement de la solubilité
de sels spécifiques. Ce type d'encrassement peut être contrôlé en ajustant le pH et en
ajoutant des anti-détartrants. [23]
4.2. Détermination du caractère colmatant
Pour réduire au minimum le colmatage rencontré dans l’unité de filtration et son

impact, la détermination du caractère colmatant de l’alimentation est une question
importante. Pour caractériser le colmatage des membranes, plusieurs indices ont été
proposés tel que le SDI (Silt Density Index) ou le MFI (Modified Fouling Index). Dans
un premier temps, un bref aperçu sur le principe fondamental de ces indices est
présenté. [24]
A. Définition du SDI
L’ASTM (American Society for Testing and Materials) introduit l’indice SDI
comme test standard pour déterminer le potentiel du colmatage induit par des particules.
Il dépend de la quantité de particules présentes dans un liquide mais également des
GC 2020 Page 38
autres composants colloïdaux. Un essai de SDI consiste en une filtration d’un liquide à
travers une membrane de 0,45 μm de diamètre de pores (microfiltration) et de surface
filtrante de 1,73.10-4 m2 (équivalent au diamètre de membrane de 47 mm) à une
pression transmembranaire constante de 2,07 bar (30 PSI). L'indice SDI est exprimé en
[%/minute] et calculé par:
𝟏𝟎𝟎 𝒕
𝑺𝑫𝑰𝒕𝒇 = 𝒕𝒇
�𝟏 − 𝒕𝟏 � Eq. 4-1
𝟐
Avec :
t 1 Temps nécessaire pour filtrer 500 mL de l‟échantillon à tf = 0
t 2 Temps nécessaire pour filtrer 500 mL de l‟échantillon à tf
𝟏𝟎𝟎
Pour de l‟eau très colmatante : t2 >> t1 donc 𝑺𝑫𝑰𝒕𝒇 = 𝒕𝒇
𝒕𝒇 = 15min → 𝑺𝑫𝑰𝟏𝟓 < 6.67
𝒕𝒇 = 10min → 𝑺𝑫𝑰𝟏𝟎 < 6.67
𝒕𝒇 = 5min → 𝑺𝑫𝑰𝟓 < 6.67
Si (1 – t 1 /t 2 ) excède 75%, la mesure de SDI doit être effectuée toutes les 10 voire 5
minutes (au lieu de toutes les 15 minutes) afin d’éviter un colmatage important et un
flux trop faible.
 Dispositif destiné à la mesure du SDI
La configuration du dispositif de mesure du SDI se compose d’un réservoir

d'alimentation, d’une pompe qui pourrait traiter refouler jusqu’à 400 kPa. La
conductivité d'alimentation est mesurée par un capteur connecté au réservoir
d'alimentation (dans la gamme de 10 μS/cm à 20 mS/cm). La pression appliquée est
mesurée à l’aide d’un capteur (gamme : 0-10 bar). En outre, le débit est mesuré
continuellement en utilisant un débitmètre (de 0,06 à 300 L/min).
L'appareil assemblé est montré schématiquement sur la Figure 3. Le SDI est calculé
selon l'Eq. 2-1.
GC 2020 Page 39
Figure 4.1 : Schéma de l’installation de SDI. Notation des capteurs : Température

(T), Conductivité (K), Pression (P) et Débit (F)
Il faut noter que la mesure étant réalisée avec une membrane de taille de pore fixée,
l’information qu’elle délivre n’est pas directement transposable à un système employant
une membrane d’un autre type (tailles de pores plus élevée ou plus faible, pour ne
prendre que cet exemple). Toutefois, malgré toutes les limites posées par ce test, il est
encore utilisé en routine par des traiteurs d’eau pour des buts divers tels que la
comparaison de différentes méthodes de prétraitement, la conception de nouvelles
usines de dessalement et le contrôle de performance.
Des améliorations sont indispensables pour rendre cet indice de colmatage plus
représentatif de la variété des situations rencontrées (fluides, géométries, types de
membranes, hydrodynamique, etc.). Des tentatives ont été proposées pour adapter le
SDI à un panel de membranes plus large que les membranes de microfiltration.
Néanmoins, ce type d’approche ne prend pas en compte les phénomènes physiques à
l’origine du colmatage et est limité par les conditions standards dans lesquelles sont
réalisées les mesures, et notamment le diamètre de pore des membranes. Ce test n’est
pas encore satisfaisant [24].
B. Modified Fouling Index (MFI)

 Modèle d'Hermia
Des chercheurs ont tenté, depuis le début des années 80, de développer d’autres
méthodes de quantification du colmatage à partir de modèles physiques. Les plus
communément utilisés de ces modèles sont les Modèles dits de « Hermia », même si ce
GC 2020 Page 40
ne sont pas les plus pertinents dans le domaine des membranes car ils ont été
développés pour la filtration traditionnelle.
La forme caractéristique du modèle d’Hermia [2] est :
𝒅𝟐 𝒕 𝒅𝒕
𝒅𝑽𝟐
= 𝑲( 𝒅𝑽 )𝐧 Eq. 2-2
Où t [seconde] et V [m3] signifient le temps de filtration et le volume cumulatif du

perméat, respectivement. Ils sont obtenus à partir des expériences de filtration à
pression constante. k et n définissent deux paramètres du modèle : le paramètre n (un
nombre sans dimension) est lié au mécanisme du colmatage et présenté dans le Tableau
qui est figuré dans l’annexe 2.
La matière qui se dépose à la surface de la membrane peut participer à un colmatage

selon différents types de mécanismes amenant à différentes lois de colmatage basées sur
les hypothèses suivantes, que l’on a pris l’habitude de répartir en catégories, à partir des
travaux de Hermia :
• Blocage complet : toutes les particules arrivant à la surface de membrane

participent au blocage complet des pores. L’aire obstruée est proportionnelle au
volume filtré,
• Blocage intermédiaire : une partie des particules arrivant à la surface de
membrane contribue au blocage des pores,
• Blocage standard : des particules se déposent sur la paroi interne des pores. La
section de passage des pores diminue proportionnellement au volume filtré,
• Filtration sur gâteau : les particules accumulées constituent un gâteau qui
contribue à créer une résistance au transfert additionnelle.
Blocage complet Blocage intermédiaire
GC 2020 Page 41
Blocage standard Filtration sur gâteau
Figure 4.2: Quatre types des mécanismes du colmatage proposés par Hermia
Pour la filtration sur gâteau, n = 0 est appliqué dans l’Eq. 2-2. L’intégration de
l’équation est :
𝒅𝒕
𝒅𝑽
= 𝑩𝑽 Eq. 2-3
Le paramètre k trouvé dans l’Eq. 2-2 est substitué par b. Indice du colmatage b basé sur
le modèle d’Hermia est proposé en supposant que la filtration sur gâteau est le
mécanisme dominant du colmatage rencontré dans l'application de filtration
membranaire.
Une limitation importante du modèle développé par Hermia, c’est qu'il n’est valable que
pour des systèmes à pression constante. dt/dV est utilisé comme paramètre de base pour
évaluer le taux de colmatage. Au contraire, des usines à grande échelle sont conçues et
opérées à flux imposé. Dans ce cas, dt/dV du côté gauche de l’Eq. 2-3 est une constante
équivalente à l'inverse du débit, tandis que le terme V présentant le volume cumulatif du
perméat sur le côté droit augmente avec le temps de filtration. Par conséquent, l’indice
de colmatage b exprimé dans l’Eq. 2-3 ne peut plus être un paramètre constant.
 Définition du Modified Fouling Index (MFI) :

Devant les incertitudes liées à l’usage du SDI commentées précédemment, des
efforts ont été déployés pour mieux caractériser le caractère colmatant d’un fluide,
notamment avec le développement de la filtration membranaire, et le besoin de prendre
en compte la rétention de colloïdes, protéines, matière organique, qui dépassent la
définition du « Silt » (limon alluvionnaire) et de mieux décrire physiquement les
mécanismes pris en compte. Le « Fouling Index » ou indice de colmatage, est destiné à
caractériser la résistance hydraulique du gâteau formé sur un filtre selon le modèle de la
filtration sur gâteau qui apparait dans la classification de Hermia. Par rapport au SDI, il
GC 2020 Page 42
distingue donc les mécanismes initiaux de colmatage internes du filtre (de la membrane)
du mécanisme ultérieur qui arrive en régime établi en second lieu.
Figure 4.3 : Courbe de filtration t / V en fonction de V. (Li et al, 2017).

Le calcul du MFI inclut la correction de température et il a une relation linéaire avec les
particules colloïdales.
L’indice de colmatage (ou Fouling Index FI) caractérise la formation des dépôts sur la
surface de membrane. Il est proportionnel à la concentration des matières colloïdales et
particulaires présentes dans l’alimentation. Les dépôts formés ajoutent la résistance
supplémentaire (Rc) à la résistance de la membrane (R m ).
𝒅𝒗 𝚫𝒑
𝑨 𝒅𝒕
= 𝛈(𝐑 Eq. 4.4
𝐦 +𝐑)
Où V, t, ΔP, η et A représentent respectivement le volume du filtrat, le temps de

filtration, la pression transmembranaire appliquée, la viscosité dynamique de l'eau et la
surface de la membrane. La résistance des dépôts, en supposant que la rétention des
particules est constante, est proportionnelle à la quantité de dépôts déposés sur la
membrane et à l'indice de colmatage I.
𝐕
𝑹 = 𝐀 𝑰 Eq. 4-5
L’indice de colmatage d’un milieu donné, I caractérise donc la résistance hydraulique

crée lorsque l’on filtre un volume V de fluide contenant ce milieu sur une membrane de
GC 2020 Page 43
surface A. En combinant les équations Eq. 4-4 et Eq. 4-5, suivies par l'intégration à
pression constante, on obtient l'équation de filtration bien connue:
𝒕 𝛈 𝐑𝐦 𝛈𝐓
𝑽
= + 𝑨𝟐 𝟐 𝚫𝑷 Eq. 4-6
𝐀 𝚫𝑷
Dans la pratique, on manipule préférentiellement le « Modified Fouling Index » MFI,

qui est défini comme la pente de la partie linéaire de la courbe t/V = f(V). Dans un but
de standardisation des mesures, les traiteurs d’eau ont convenu de le déterminer dans
des conditions de référence : ΔP0 (2 bar), η0 (η20°C) et A0 = 1,38.10-5 m2 (en utilisant
une membrane de microfiltration de diamètre de pore nominal de 0,45 μm). Si on
souhaite détailler un peu plus la signification de l’indice de colmatage, on peut faire
l’hypothèse qu’il est le produit de la résistance spécifique des dépôts déposés (α) et de
la concentration des particules présentes dans l’alimentation (Cf) :
𝑰 = 𝜶 𝑪𝒇 Eq. 4-7
Si de plus on suppose que le milieu considéré respecte les hypothèses de Kozeny-

Carman, la résistance spécifique peut être liée à la porosité des dépôts (ε), à la densité
(ρp) et à la surface spécifique (As) des particules formant des dépôts.
𝟓𝜼 (𝟏 − 𝜺) 𝟐
𝜶= 𝑨𝒔 𝐄𝐪. 𝟒 − 𝟖
𝝆𝒑 𝜺𝟑
En combinant les Eq. 4-7 et Eq 4-8 et en les remplaçant ensuite dans l’Eq. 4-6, on
obtient finalement:
𝟓𝜼 (𝟏 − 𝜺) 𝑪𝒇 𝑨𝒔 𝟐
𝑴𝑬𝑭 = 𝐄𝐪. 𝟒 − 𝟗
𝟐 𝝆𝒑 𝜺𝟑 𝑨𝟐 𝚫𝑷
Il faut noter que le MFI peut également être défini pour des dépôts compressibles. On
introduit un terme représentant la pression transmembranaire affecté d’un exposant qui
permet de prendre en compte la compressibilité du dépôt de filtration. L'indice de
colmatage I prenant en compte la compression des dépôts est défini comme :
𝑰 = 𝜶 𝑪𝒇 𝚫𝑷𝑪 𝒘 Eq. 4-10
Où ω est le coefficient de compressibilité et α0 est une constante. Pour les dépôts

incompressibles, ω est égal à zéro. Pour des dépôts compressibles, ω doit être déterminé
par une expérimentation soigneuse. L’indice de colmatage est empirique et ne permet
GC 2020 Page 44
pas de prévoir a priori les paramètres de procédés ni les fréquences de nettoyage des
membranes par exemple. Il est utilisé pour estimer le potentiel du colmatage causé par
des matières organiques ou inorganiques en suspension et colloïdales. Les bio
polymères (de faible poids moléculaire) qui amènent au bio colmatage ne sont pas
retenus par la membrane de microfiltration, par conséquent le potentiel de bio
colmatage ne peut pas être estimé par le test du MFI.
Le MFI représente physiquement la résistance d’une unité de masse du dépôt par unité
de surface de membrane filtrante. Théoriquement, plus le dépôt formé est dense avec
des espaces faibles entre les particules, plus cela sera difficile pour le fluide de traverser
et donc plus le MFI sera grand. Cet indice du colmatage est basé sur la formation du
dépôt à pression constante.
Dans la pratique, le MFI est un moyen pour caractériser les étapes du prétraitement des
eaux et pour comprendre comment fonctionne un système. L’eau qui sort du
bioréacteur, par exemple, est une eau qui est assez chargée. Donc, elle va avoir un MFI
très élevé. Après ultrafiltration, le MFI sera beaucoup plus faible. Donc en fait, cet
indice de colmatage permet de caractériser les eaux aux différents endroits du procédé.
Le MFI caractérise le caractère colmatant des fluides, donne des indications utiles, mais
sa signification n’est pas absolue, car la résistance du dépôt peut dépendre des
conditions opératoires. [24]
Figure 4.4 : Installation de filtration pour mesurer MF-UF à flux constant [25]
GC 2020 Page 45
C. Relation entre SDI et MFI
Un modèle mathématique décrivant la relation entre SDI et MFI a été développé: [24]
𝟏𝟎𝟎 𝜼 𝑹𝒎 + 𝑴𝑭𝑰 𝑽𝑪 𝑨 𝚫𝑷
𝑺𝑫𝑰 = (𝟏 −
𝒕𝒇(𝐦𝐢𝐧)
𝑴𝑭𝑰 𝑽𝑪 𝑨 𝚫𝑷 + �𝜼𝟐 𝑹𝒎 𝟐 + 𝑴𝑭𝑰 𝟒𝒅 𝑷𝟐 𝑨𝟐 𝒕 𝒇
MFI MFI mesuré [s/m6]
Vc Volume des premiers et deuxièmes échantillons Vc = V1 = V2 [m3]
A Surface de la membrane [m2]
tf Temps de filtration, généralement 15 minutes (900 s)
ΔP Pression appliquée [Pa]
η Viscosité dynamique de l'eau [Pa.s]
D. Les avantages et inconvénients entre SDI ET MFI
La différence la plus importante entre le SDI et le MFI serait leur relation avec la
particule colloïdale présente dans l'alimentation. Cette différence a été illustrée dans
l'expérience avec la formazine.
Figure 4.5 : Expérience de formazine sur SDI et MFI [26].
GC 2020 Page 46
À partir de la figure, on peut voir que les valeurs MFI augmentent linéairement lorsque
la concentration de formazine dans l’alimentation a été ajoutée, tandis que les valeurs
SDI ne sont pas liées à la concentration. Contrairement à SDI, MFI n'a pas de limites de
valeur et de limites (maximum et minimum). Cela rend difficile la comparaison des
valeurs de la large plage en termes de potentiel d'encrassement et l'examen du risque
d'encrassement réel.
Le tableau 1 présente un résumé des différences entre les deux indices exprimées en
désavantages et avantages.
Tableau 4.1. Différences avantages et inconvénients courants de l'SDI et de l'MFI

[28].
Avantages Inconvénients
- Procédure simple - N'a pas de corrélation avec la

- Normalisé concentration violente.
SDI - Ne repose pas sur la théorie de la
filtration
- Comparaison facile - Aucune correction de la

- D'après la théorie de la filtration température
- Correction des paramètres de l'eau - Plus complexe et plus cher
- Gamme plus large de valeurs - Difficile à comparer
MFI - Relation linéaire avec la faute - La valeur dépend uniquement de la
méthode de l'opérateur
- Indépendant de la pression
- Ne reflète pas le processus

d’osmose inverse
SDI et - Opération sans issue
MFT - Inexactitude, problème de
précision
- Ne convient pas aux échantillons
hautement concentrés.
GC 2020 Page 47
L'imprécision et la précision des valeurs étaient des problèmes constants de ces indices,
ainsi tout au long de l'histoire de sa mise en œuvre, MFI, qui est la dérivation de SDI, a
été continuellement ajustée et améliorée.
Figure 4.6 : Graphique de l'historique des évolutions de l'indice d'encrassement.

Les méthodes de mesures sont constamment améliorées. Les indices d'encrassement
suivent la tendance pour refléter pleinement le système membranaire d'osmose inverse.
Les procédures détaillées de chaque méthodologie de détermination d'indice seront
examinées plus en détail. [26].
GC 2020 Page 48
RÉSULTATS ET
INTERPRÉTATIONS DES
ANALYSES
Chapitre 5 Résultats et interprétations des analyses
5.1. Matériels et méthodes
A. Caractéristiques de l’eau de mer L’eau de mer utilisée dans les différents

essais est une eau provenant de l’usine de dessalement de FOUKA. Le tableau 1
regroupe les caractéristiques physico-chimiques de cette eau.
Tableau 5.1: les caractéristiques physico-chimiques de l’eau de mer FOUKA.
Paramètres Conception usine FOUKA

Min Max
Temperaure (C°) 15 27
ph 7.5 8.5
Solides totaux en suspension (mg/l) / 10
Turbidité (NTU) / 5
SDI (mg/l) / < 10
Calcium (mg/l) / 489
Magnésium (mg/l) / 1528
Sodium (mg/l) / 14000
Potassium / 448
Chlorures (mg/l) / 23000
Sulfates (mg/l) / 3000
Bicarbonate (mg/l) / 146
Ammonium (mg/l) / < 0,5
Fer (μg/l) / < 100
Aluminium (μg/l) / < 100
Manganèse (μg/l) / < 80
STD (mg/l) / 38000
Strontium (mg/l) / 8,5
Baryum (mg/l) / <0,2
TOC (mg/l) / <3
GC 2020 Page 49
B. Analyse des particules et colloïdes

 Détermination le SDI (l'indice de colmatage)
Principe : Détermination de l'encrassement d'une membrane de porosité 0,45
µm et de 47 mm de diamètre par filtration de l'eau au travers de cette membrane
à une pression de 2,1 bars. Filtration de l'eau en continue avec mesures à
différents intervalles de temps et de volumes.
Figure 5.1 : Matériel nécessaire pour mesure SDI.
 Matériel nécessaire :
 Chronomètre électronique
 Éprouvette graduée 100 ou 500 ml
 Membranes 0,45µm
 Kit de mesure du Fouling Index :
GC 2020 Page 50
Ensemble comprenant embout de raccordement (E), détendeur régulateur de pression

(C), manomètre (D), vanne d'isolement (B) et support de membrane (A)
 Mode opératoire :
 Placer la membrane de porosité 0,45 µm dans son support et l'humidifier.
 Purger l'air du circuit.
 Ajuster la pression à 2,1 bars.
 Mettre en route le chronomètre et le début de la filtration de l'eau en même
temps et ne plus arrêter le chronomètre et la filtration de l'eau pendant toute la
durée de l'opération.
 Mesurer le temps nécessaire t0 pour filtrer 100 ml d'eau (volume mesuré grâce à
l'eau recueillie dans l'éprouvette graduée) ce temps doit être voisin ou supérieur
à 10 secondes, si ce n'est pas le cas, chronométrer le temps de passage de 500
ml.
 La filtration de l'eau étant continue, la pression maintenue à 2,1 bars et le
chronomètre n'étant pas arrêté, quand ce dernier affiche 5 min, mesurer le
deuxième temps nécessaire t5 pour filtrer à nouveau 100 ml (ou 500 ml) d'eau.
 Le temps t5 est équivalent au temps affiché moins 5 min.
 Quand le chronomètre affiche 10 min, mesurer le troisième temps nécessaire t10
pour filtrer 100 ml (ou 500 ml) d'eau.
 Quand le chronomètre affiche 15 min, mesurer le temps nécessaire t15 pour
filtrer 100 ml (ou 500 ml) d'eau.
GC 2020 Page 51
Mode de calcul :
Le pouvoir encrassant est donné par la relation :
P (%) = 100 * (1 – t 0 / t ) Eq : 5.1.
Calculer P avec t = t15 :
Si P > 80 % avec t = t15, refaire le calcul avec t = t10.
Si P > 80 % avec t = t10, refaire le calcul avec t = t5.
L'indice de colmatage est donné par la relation :
IC = P (%) / T
T = temps total de la mesure : 5, 10 ou 15 min selon le temps retenu.
1) Valeurs repères :
Tableau 5.2 : Les valeurs de repères de SDI.

0à3 Eau non colmatant peut être utilisée directement sans traitement
spécifique
3à6 Eau peu colmatant nécessite l'utilisation d'un traitement physique:
Pré filtres
6 à 20 Eau très colmatant Traitement d'eau plus poussé obligatoire: MFT,
UF Coagulation floculation.
2) Contrôle de coloration de la membrane :
La vérification de l'aspect de la membrane donnera une indication sur l'origine des

matières comatantes.
 Membrane jaune gélatineux: Présence de silices colloïdales.

 Membrane rouille gélatineux: Présence de matières ferriques sous forme
colloïdale.
 Membrane aux traces noires: Contamination par relarguage de charbon actif
 Membrane aux traces rouges: Contamination d'oxydes de fer générée par réseau.
GC 2020 Page 52
5.2. Résultats et Discussions :
Les résultats obtenus sont exprimés dans les tableaux ci après, ils sont comparé,
aux normes de potabilité établit par l’ADE pour certains paramétras pour d’autres les
normes sont celle de l’entreprise.
Tableau 5.3: Résultats du SDI 5, MES et Turbidité.

N° d’analyse La date SDI 5 MES Turbidité
1 1 mars 2020 11,00 8,4 0,73
2 2 mars 2020 11,70 7,4 0,81
3 3 mars 2020 17,60 / 4,93
4 4 mars 2020 13,90 12,4 1,5
5 5 mars 2020 12,50 10,4 0,76
6 6 mars 2020 13,10 9,2 1,87
7 7 mars 2020 13,20 9,6 3,07
8 8 mars 2020 16,60 10,6 3,85
9 9 mars 2020 11,30 5,4 0,83
10 10 mars 2020 12,30 8,4 0,83
11 11 mars 2020 16,60 10 2,46
12 12 mars 2020 11,00 9,4 1,66
13 13 mars 2020 13,10 9,8 1,34
14 14 mars 2020 12,70 15,2 0,95
15 15 mars 2020 11,40 9,2 0,62
16 16 mars 2020 10,90 9,6 0,92
17 17 mars 2020 12,00 9,4 0,93
18 18 mars 2020 10,50 10,2 0,81
19 19 mars 2020 11,50 12,4 0,86
20 20 mars 2020 11,20 9,8 0,86
21 21 mars 2020 13,60 8,2 0,75
22 22 mars 2020 11,10 10,8 0,7
23 23 mars 2020 12,40 8,6 0,64
24 24 mars 2020 12,00 10 0,9
25 25 mars 2020 16,90 14,2 3,03
26 26 mars 2020 16,40 10,2 1,99
27 27 mars 2020 13,70 12 1,71
28 28 mars 2020 15,30 10,6 1,46
29 29 mars 2020 13,70 9,8 1,42
31 31 mars 2020 13,20 9,4 0,81
GC 2020 Page 53
 Turbidité : (<5 NTU)
turbidité
6
4
Turbidité
0
0 5 10 15 20 25 30 35
N° analyse
Figure 5.2 : courbe représentative de la variation de la turbidité.
La turbidité évolue dans l'intervalle de 0,62 à 4.93 NTU, Ces faibles valeurs font que la
turbidité de l'eau de mer répond à la norme (˂5 NTU), mais dans les valeurs élevés 4.93
à 3.85 on remarque une variation de la turbidité du aux changements climatique (vents,
pluies).
 MES : Norme OMS* (5-10 mg/l)
MES (mg/l)
16
14
12
10
MES
8
6
4
2
0
0 5 10 15 20 25 30 35
N°analyse
Figure 5.3 : courbe représentative de la variation des MES.
GC 2020 Page 54
Les matières en suspensions dans l’eau de mer sont soit des particules visibles, décantée
ou colloïdale. Elles se composent d’argile, de limons, de sable, de boues diverses, de
particules colloïdale organique, de planctons, de micro-organisme etc.…
Le taux des MES dans l'eau brute varie de 5.4 à 15.2 mg/l, la variation de ce paramètre
est du au mouvement de la mer et au changement climatique
 SDI 5 : Norme OMS* (< 5)
SDI 5
020
018
016
014
012
SDI5
010
008
006
004
002
000
0 5 10 15 20 25 30 35
N° analyse
Figure 5.4: courbe représentative de la variation du SDI 5 .
Le SDI 5 a une relation directe avec la turbidité et les MES, le taux du SDI5 dans l'eau
brute varie de 10.50 à 17.60, indiquant une eau très colmatant et la nécessité d’un
traitement d’eau poussé, avant le passage de l’eau dans l’unité d’OI.
Tableau 5.4: Résultats du SDI 15 avant filtre à cartouche.
N° la date T0 T1 SDI 15
analyse avant
1 1 mars 2020 22 34 2,35
2 2 mars 2020 24 38 2,46
3 3 mars 2020 28 51 3
4 4 mars 2020 28 51 3,6
5 5 mars 2020 24 41 2,75
6 6 mars 2020 22 35 4,47
7 7 mars 2020 24 36 2,22
8 8 mars 2020 23 35 2,28
9 9 mars 2020 21 33 2,42
GC 2020 Page 55
10 10 mars 2020 22 34 2,35

11 11 mars 2020 24 39 2,39
12 12 mars 2020 22 35 2,47
13 13 mars 2020 22 33 2,22
15 15 mars 2020 24 37 2,34
16 16 mars 2020 21 32 2,29
17 17 mars 2020 23 36 2,4
18 18 mars 2020 23 37 2,52
19 19 mars 2020 24 38 2,45
20 20 mars 2020 23 36 2,4
21 21 mars 2020 23 37 2,52
22 22 mars 2020 22 34 2,35
23 23 mars 2020 22 32 2,08
24 24 mars 2020 23 34 2,15
25 25 mars 2020 23 36 2,4
26 26 mars 2020 24 39 2,56
27 27 mars 2020 24 41 2,76
28 28 mars 2020 20 33 2,62
29 29 mars 2020 22 35 2,47
31 31 mars 2020 23 36 2,4
SDI 15 AVANT
5
4.5
4
3.5
3
SDI15 AV
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35
N° analyse
Figure 5.5: courbe représentative de la variation du SDI15.avant filtre à cartouche
GC 2020 Page 56
 Les résultats SDI15 et MFI des filtres avec des tailles de pores de 0,45 µm
diamètres sont présentés dans les tableaux suivants :
Tableau 5.5: Résultats du SDI 15, après filtre à cartouche :
N° analyse la date T0 T1 SDI 15 AP

1 1 mars 2020 24 36 2,18
2 2 mars 2020 25 41 2,5
3 3 mars 2020 24 36 2,45
4 4 mars 2020 25 39 2,47
5 5 mars 2020 24 39 2,56
6 6 mars 2020 22 33 2,22
7 7 mars 2020 22 32 2,08
8 8 mars 2020 21 31 2,15
9 9 mars 2020 23 33 2,02
10 10 mars 2020 21 30 2
11 11 mars 2020 24 35 2,22
12 12 mars 2020 22 32 2,08
13 13 mars 2020 21 31 2,14
15 15 mars 2020 22 33 2,22
16 16 mars 2020 21 31 2,15
17 17 mars 2020 21 31 2,15
18 18 mars 2020 23 37 2,5
19 19 mars 2020 22 34 2,35
20 20 mars 2020 22 33 2,22
21 21 mars 2020 22 34 2,35
22 22 mars 2020 22 33 2,22
23 23 mars 2020 21 30 2
24 24 mars 2020 21 31 2,14
25 25 mars 2020 23 34 2,15
26 26 mars 2020 24 37 2,34
27 27 mars 2020 23 36 2,4
28 28 mars 2020 21 32 2,28
29 29 mars 2020 22 32 2,08
31 31 mars 2020 22 34 2,35
GC 2020 Page 57
Tableau 5.6: Résultats du MFI.
N° la date T0 T1 MFI
analyse
1 1 mars 2020 24 35 2,09
2 2 mars 2020 24 37 2,34
3 3 mars 2020 25 45 2,02
4 4 mars 2020 21 55 3,39
5 5 mars 2020 24 40 2,66
6 6 mars 2020 22 34 2,35
7 7 mars 2020 22 33 2,26
8 8 mars 2020 22 34 2,29
9 9 mars 2020 21 30 2
10 10 mars 2020 24 34 1,97
11 11 mars 2020 23 35 2,27
12 12 mars 2020 24 34 2,06
13 13 mars 2020 23 33 2,06
15 15 mars 2020 23 33 2,14
16 16 mars 2020 22 33 2,23
17 17 mars 2020 24 35 2,05
18 18 mars 2020 23 35 2,28
19 19 mars 2020 23 34 2,27
20 20 mars 2020 23 34 2,18
21 21 mars 2020 22 33 2,13
22 22 mars 2020 23 34 2,2
23 23 mars 2020 22 31 1,94
24 24 mars 2020 24 35 2,1
25 25 mars 2020 20 29 2,06
26 26 mars 2020 23 34 2,18
27 27 mars 2020 23 37 2,43
28 28 mars 2020 20 31 2,36
29 29 mars 2020 22 33 2,24
31 31 mars 2020 22 33 2,3
GC 2020 Page 58
SDI 15 Après filtre a carthoche

3
2.5
2
SDI 15
1.5
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35
N° analyse
Figure 5.6 : courbe représentative de la variation du SDI15.aprés filtre à

cartouche.
MFI
4
3.5
3
2.5
MFI
2
1.5
1
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35
N°analyse
Figure 5.7: courbe représentative de la variation du MFI.
Le SDI 15 après filtre à cartouche dans l'eau filtré varie de 2à 2.56, et Le MFI après
filtre à cartouche dans l'eau filtré varie de 1.94 à 2.66.on remarque que les valeurs de
MFI et SDI 15 sont presque les mêmes. Il n’y a pas une grande de différence.
GC 2020 Page 59
Conclusion générale
Le dessalement est un outil extrêmement efficace pour convertir l'eau de mer,

l'eau saumâtre en eau douce pour l'usage. Cependant, un prétraitement est nécessaire
pour s'assurer que l'eau d'alimentation ne causera pas de problèmes de colmatage et de
précipitation sur la membrane d'osmose inverse. Le prétraitement des membranes
d'osmose inverse alimentant l'eau de mer est reconnue comme un élément clé dans la
conception des usines de dessalement.
Pour caractériser le colmatage des membranes d’osmose inverse, différentes

méthodes d’évaluation du potentiel de colmatage d’une eau ont été développés. Les plus
utilisées sont le Silt Density Index (SDI) et le Modified Fouling Index (MFI).
Lors du suivi de l'eau de mer, le MFI 0,45 était beaucoup plus sensible que le SDI aux
variations de qualité de l'eau en particulier lors de la croissance des algues. Comme les
tests SDI et MFI 0.45 peuvent être mesurés à l'aide du même équipement, il est
recommandé de mieux aligner les protocoles ASTM pour les deux méthodes.
MFI est un indice intéressant pour évaluer le potentiel d’encrassement de l’eau

de mer car il montre un SDI plus large pendant un prétraitement, ce qui lui permet
d’être beaucoup plus sensible qu’un changement potentiel SDI des changements de
qualité de l’eau de mer prétraités. Néanmoins, le SDI et MFI restent des indices pour
l’évaluation de la teneur en particules de l’eau de mer.
Par conséquent, il ne fournit pas d’information sur la teneur en matières

organiques de l’eau de mer prétraitée ni sur son potentiel de sédimentation, ce qui est
crucial pour la prévision de l’étendue de l’encrassement sur le système RO en aval.
Une collaboration internationale des organismes de recherche et de l'industrie

dans le monde entier est proposée afin d'établir une base de données de données
opérationnelles et de mesures MFI-UF pour une large gamme d'eau d'alimentation RO,
d'options de prétraitement et de régimes opérationnels. Une telle base de données serait
d'une valeur considérable pour les ingénieurs de procédés et les opérateurs d'usines dans
la conception et l'exploitation des usines de dessalement.
GC 2020 Page 60
[1] Dr RACHID Sahghi « chimie des eaux ». Professeur à l’école nationale des sciences
Appliquées d’agadir.
[2] Gérard COPIN-MONTÉGUT, 2002. Référence internet 170, Techniques de
l’Ingénieur, traité Constantes physico-chimiques.
[3] Docteur ès sciences Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer Maître

de conférences à l’université Pierre-et-Marie-Curi. Techniques de l’Ingénieur.
« Propriétés physiques de l’eau de mer ».PDF
[4] site internet.
[5] Site Internet, chambre syndicale de la recherche et de la production du pétrole et

du gaz naturel comité des techniques Paris 1993 « circuits eau de mer traitement et
matériaux édition technique».
[6] JEAN RODIER Paris, 2005 « L'ANALYSE DE L'EAU » 8eme édition
[7] http://www.cotebleue.org/eau5.html.
[8] RAYMOND Desjardins 1997 ; « le traitement des eaux 2eme édition polytechnique
canada ».
[9] GLS OIEAU ACTIVITES 2006 SOUS L’EGIDE DE L’AMBASSADE DE

FRANCE EN ALGERIE ; Formation A L’exploitation Et A La Maintenance Des Unites
De Dessalement D’eau De Mer De L’algerienne Des Eaux.
[10] Site Internet, JADDAH June 1996; «Now to control biological and organic fouling
of revese osmosis membranes».
[11] http://salinite-des-oceans.e-monsite.com/pages/origine-du-sel-de-la-mer.html.
[12] Cardot C, (1999), « Les traitements de l’eau du génie de l’environnement

‘‘procédés physico chimiques et biologiques », Edition ellipses, Paris.éruptions des puits
sous marins.
[13] MAUREL Alain. 2001 ; « Dessalement de l’eau de mer et des eaux saumâtres.
Technique & Documentation, Paris ».
[14] MAUREL Alain 2006 ; Doc. Lavoisier, « Dessalement de l’eau de mer et des eaux
saumâtres ».
[15]NICOS Tsiourtis,2005 ; « Desalination and the environnement ».
[16] SAFEGE, 2003 ; « Étude général du dessalement de l’eau de mer » .tous les rapports
de mission.
[17] jean- Marec BERLAND et Catheréne JUERY,2002 ; « les procédés membranaire
pour le traitement de l’eau ».Direction de l’Espace Rural et la Foret. Document techniques
N° 14.71p.
[18] DANT ,2008 ; « dessalement de l’eau de mer».
[19] http://www.myah tipaza .dz
[20] SNL-LAVALIN et aciona, USINE DE DESSALEMENT DÉAU DE MER DE

FOUKA 29 JUIN 2010 ; REF SNC :017254-0000-40PR-3-0002. « Notice déxploitation
Fouka Plant ».
[21] www.Google erath.dz
[22] SNL-LAVALIN et aciona, USINE DE DESSALEMENT DÉAU DE MER DE

FOUKA 13 AVRIL 2011 ; REF SLI : 017245-0000-40MV-8-0026. « MANUEL
DÉXPLOITATION ET MAINTENANCE FOUKA PLANT »
[23] N. Prihasto and Seung-Hyun Kim, 2012, The sensitivity of SDI and MFI to a
change in particle concentration and properties under saline conditions; Journal of Water
Reuse and Desalination.
[24] THESE Doctorat de l’université de Toulouse, waritha jantaporn 2016,
« technologies membranaires innovant pour réutilisation des eaux ».
[25] Jan Cornelis Schippers on 22 March 2016. « Why MFI is edging SDI as a fouling
index».PDF.
[26] ERDENE, NOMUNDARI, Assessment of the water quality by means of fouling
indexes. Universität für Bodenkultur Wien.
1) La qualité de l'eau brute utilisée pour la conception est la station de
dessalement FOUKA :
Paramètres Conception usine Fouka
Min. Max.
Température (°C) 15 27
pH 7,5 8,5
Turbidité (NTU) N/A 5**
Calcium (mg/l) N/A 489
Magnésium (mg/l) N/A 1528
Sodium (mg/l) N/A 14000
Potassium N/A 448
Chlorures (mg/l) N/A 23000
Sulfates (mg/l) N/A 3000
Bicarbonate (mg/l) N/A 146
Ammonium (mg/l) N/A < 0,5
Fer (μg/l) N/A < 100
Aluminium (μg/l) N/A < 100
Manganèse (μg/l) N/A < 80
STD (mg/l) N/A 38000
Solides totaux en suspension N/A 10
Strontium (mg/l) N/A 8,5
Baryum (mg/l) N/A <0,2
TOC (mg/l) N/A <3
SDI (mg/l) N/A < 10
Coliformes aérobie (cf/ml) N/A < 1000
Particules solides (>2 μm) N/A < 5000
Algues (μ/l) N/A < 200000
Pétroles et hydrocarbures N/A < 0,05
Bore (mg/l) N/A 5,0
2)

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RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

MASTER EN GENIE DES PROCEDES

Mesure du potentiel colmatant de l’eau de mer par

Keywords: seawater , prétaitemant , index fouling, reverse osmoses .

ANRH : Agence nationale des ressources hydriques

HP : Pompe Haute Pression

OMS : Organisation Mondiale De Santé.

TAC : Titre Alcalimétrique Complet.

TDS : Sels dissous totaux

TH : Titre Hydrométrique (dureté totale).

Tableau 1.2: Salinité de différentes mers fermées ou peu ouvertes.............................. 7

Chapitre 2 : Dessalement de l’eau de mer par osmose inverse

Tableau 2.1: Avantages et inconvénients des modules spirales [14].......................... 18

Chapitre 3 : Description et fonctionnement de l’usine FOUKA

Tableau 3.1: Capacité de la station............................................................................. 32

Tableau 3.2: Résumé des caractéristiques des pompes.............................................. 37

Chapitre 4 : Colmatage des membranes d’osmose inverse

Tableau 4.1. Différences et inconvénients courants de l'SDI et de l'MFI................... 47

Chapitre 5 : Résultats et interprétations des analyses

Tableau 5.1: les caractéristiques physico-chimiques de l’eau de mer FOUKA............ 49

Tableau 5.2 : Les valeurs de repères de SDI................................................................. 52

Tableau 5.3: Résultats du SDI 5, MES et Turbidité………………….....................…. 53

Tableau 5.4: Résultats du SDI 15 avant filtre à cartouche………………………….. 55

Tableau 5.5: Résultats du SDI 15, après filtre à cartouche :....................................... 57

Tableau 5.3: Résultats du MFI………………………………………………………. 58

Figure 1.1: Principales composantes de l’eau de mer .................................................. 5

Figure 12 : Les Algues et les Bactéries....................................................................... 11

Figure 2.1: Les procédés de dessalement selon différents principes............................ 13

Figure 2.2: Les procédés de dessalement selon le type d’énergie consommée........... 14

Figure 2.3: Schéma général d'une installation de dessalement..................................... 14

Figure 2.4. Principe de l'osmose et de l'osmose inverse............................................... 15

Figure 2.6 : Structure interne d’une membrane à spirale............................................. 18

Chapitre 2 : Description et fonctionnement de l’usine FOUKA

Figure 3.1 :l’organigramme de l’usine de FOUKA ................................................... 22

Figure 3.2 Description générale de la station de Fouka............................................... 23

Figure 3.3: Tour de captage.......................................................................................... 24

Figure 3.4 Tête de prise d´eau...................................................................................... 24

Figure 3.5: Conduite en PEHD..................................................................................... 25

Figure 3.6: Émissaire submersible............................................................................... 25

Figure 3.7: Dégrilleur.................................................................................................... 26

Figure 3.8 Filtres gravitaire............................................................................................ 29

Figure 3.9: L'unité des filtres à cartouches.................................................................... 31

Figure 3.11: Filières d’osmose inverse......................................................................... 34

Figure 3.12: Pompe........................................................................................................ 35

Figure 3.13: Système de récupération d'énergie.......................................................... 35

Figure 3.14: Silos de la chaux..................................................................................... 36

Figure 3.15: CO 2 fabrication sur site............................................................................ 36

Figure3.16 : Station de pompage d'eau traitée............................................................ 39

Figure 4.1 : Schéma de l’installation de SDI. Notation des capteurs : Température

Figure4.2: Quatre types des mécanismes du colmatage proposés par Hermia.............. 42

Figure 4.4 : Installation de filtration pour mesurer MF-UF à flux constant................. 45

Figure 4.5. Expérience de formazine sur SDI et MFI. (Schippers et Salinaz-

Chapitre 5 : Résultats et interprétations des analyses

Figure 5.1 : Matériel nécessaire pour mesure SDI......................................................... 50

Figure 5.2 : courbe représentative de la variation de la turbidité................................... 54

Figure 5.3 : courbe représentative de la variation des MES........................................... 54

Figure 5.4 : courbe représentative de la variation du SDI5 ............................................. 55

Figure 5.5 : courbe représentative de la variation du SDI15 .avant filtre à cartouche...... 56