Abstract FR:

Le but de ce travail est la mise au point d'un procede a membrane pour le fractionnement de melange de macromolecules. Une cascade de separateurs est proposee pour ameliorer la selectivite initialement faible d'un procede a membrane. L'aspect theorique du fractionnement par membrane est developpe (mecanismes de selectivite en milieu capillaire, bilans de matiere pour une cascade). La diafiltration en serie a nombre eleve de volumes de diafiltration, peut etre un procede selectif pour des conditions operatoires bien choisies. Un modele est propose pour deux structures differentes. Il tient compte des differents aspects de la separation comme le choix des membranes, l'influence du colmatage et de la force ionique sur le transfert. Pour une cascade de trois etages, les bilans sont resolus analytiquement et permettent de determiner les concentrations partielles, ainsi que les puretes dans chaque etage en fonction des conditions operatoires. La faisabilite des principes developpes est verifiee experimentalement sur deux types de cascade dont un a ete mis au point au laboratoire. Des fractionnements avec des melanges de polymeres modeles sont effectues (dextran et poly-(ethylene glycol) (peg)) sur un systeme a deux etages. L'amelioration importante de la selectivite par diafiltration en cascade permet d'obtenir des fractions de purete comparable a celle des composants d'origine du melange. L'application d'une telle cascade a un fluide industriel comme le lactoserum demontre l'efficacite du procede. En effet, une cascade de trois etages avec trois membranes differentes permet, en tenant compte des proprietes physico-chimiques des solutes, ainsi que des conditions operatoires (pression, agitation), de fractionner les proteines du lactoserum selon leur taille et de parvenir a un haut degre de purete en bon accord avec le modele previsionnel. Les grandes lignes d'extrapolation a un systeme pilote ainsi que quelques caracteristiques de fonctionnement sont proposes