Abstract FR:

L'objectif du travail est le traitement d'eaux saumâtres par des procédés à membranes, en particulier par nanofiltration (nf), pour la rendre potable. Le problème à résoudre est la désinfection et plus spécialement dans ce travail, la déminéralisation, en réduisant la concentration de certains ions nocifs (SO#4#2#-, f#-). D'autre part nous avons développé des techniques de caractérisation de membranes de nf et d'ultrafiltration (uf) organiques. Nous avons pu montrer l'intérêt de techniques d'étude aussi variées que les spectroscopies (infra-rouge (ir) et raman), la microscopie à champ proche (afm), les mesures thermiques (atd), les mesures électriques (potentiel d'écoulement (pe) et potentiel de membranes (pm)) et les mesures d'angles de contact. L'ir et le raman permettent d'acquérir des données sur la nature des polymères constituants les membranes, alors que l'afm conduit à des informations sur la topologie de surface des membranes. Les mesures d'angles de contact et la technique de dépôts de films monomoléculaires de Langmuir-Blodgett permettent d'évaluer de façon qualitative la mouillabilité des matériaux et la nature hydrophile de leur surface. Par analyse thermique différentielle (atd), nous avons mis en évidence la structuration de l'eau dans la membrane. Cette technique d'étude permet aussi de différencier facilement les membranes denses des membranes poreuses. Enfin, des informations particulièrement importantes sont obtenues par des mesures de potentiel d'écoulement (pe) et de potentiel de membrane (pm). Une nouvelle technique de mesure du pe est présentée. Elle a été mise en oeuvre pour déterminer le point isoélectrique des membranes d'uf et de nf: polysulfone, polyethersulfone et d'acétate de cellulose. Elle permet également de mettre en évidence des phénomènes d'adsorption spécifique des ions k#+, na#+ et ca#2#+. L'observation des variations du pe avec la taille des pores permet de relier le mécanisme de transport à cette valeur et donc de différencier le transport diffusionnel du transport convectif dans les membranes de nf. Enfin, des mesures de pe permettent de s'assurer de l'efficacité du nettoyage. Nous analysons également l'influence des effets liés à l'exclusion stérique et à la charge sur la rétention des ions, ainsi que le rôle de la différence de pression sur le transfert ionique en nanofiltration. Les mesures de pm ont permis de confirmer la présence d'adsorption et de mettre en évidence des potentiels de Donnan pour les faibles forces ioniques et les basses pressions. Elles permettent également de déterminer les nombres de transport des ions dans la membrane et d'évaluer la densité de charge de surface par la méthode d'Aizawa