Collection Mémoires et thèses électroniques
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Après mon stage de fin de baccalauréat sur des essais de NF à l’échelle laboratoire à l’Université Laval à l’été 2002, j’ai su que j’aimerais étudier davantage les applications de la filtration membranaire dans le domaine de l’eau potable. J’ai eu le goût, pour mes études de deuxième cycle, de continuer à travailler en NF, mais cette fois à l’échelle pilote. Je considère aujourd’hui la recherche sur les nouvelles technologies de production d’eau potable comme un secteur plus que fondamental au 21ème siècle. Je suis très satisfait du travail accompli au cours de ma maîtrise et je considère cette étude pilote comme une expérience unique qui m’a permis de me spécialiser dans un domaine où je pourrai m’épanouir puisque je me sentirai utile à la société. J’ai aussi pu, à ma façon, contribuer à la recherche en filtration membranaire appliquée à la production d’eau potable. Malgré ma grande détermination, je n’aurais pas pu atteindre un tel degré de satisfaction et de réussite sans l’aide de nombreuses personnes.

J’aimerais premièrement remercier M. Christian Bouchard, mon directeur de recherche, professeur au département de génie civil de l’Université Laval, pour son étroite collaboration au projet et ses conseils judicieux. Il a su me faire confiance et me donner de nombreux degrés de liberté tout en me venant en aide lorsqu’il le jugeait nécessaire. Cette approche a été pour moi très bien venue.

Je remercie aussi Richard Lemieux, mon superviseur en milieu de pratique, directeur technique chez Degrémont, de m’avoir donné la chance de faire ma maîtrise en collaboration avec la prestigieuse société Degrémont, bien connue dans le domaine du traitement des eaux. J’ai bien apprécié la méthode de travail qu’il a su me transmettre et ses nombreux encouragements. Merci aussi à Jean Simard, de chez Degrémont, pour son support technique et ses bons conseils.

Je veux aussi remercier Daniel Lessard et André Normand de la ville de Québec, pour avoir autorisé la tenue du projet dans une usine de production d’eau potable de la ville de Québec. Merci aussi aux travailleurs de l’usine de Sainte-Foy pour m’avoir accueillis et supporté de façon fantastique : Damien Roy, contremaître de l’usine, ainsi que les techniciens en mécanique et en instrumentation et spécialement tous les opérateurs pour leur aide généreuse dans l’échantillonnage. Je voudrais aussi remercier François Proulx et Frédéric Aubin, du Centre Analytique de la ville de Québec pour les analyses bactériologiques et pour les rapports d’analyse physico-chimiques qu’ils m’ont transmis.

J’aimerais dire un grand merci à Michel Bisping, technicien au laboratoire d’environnement du département de génie civil de l’Université Laval, pour avoir répondu clairement à mes interrogations d’ordre technique durant ma démarche expérimentale au laboratoire. Merci aussi à Christine Frenette et Sabrina Simard qui ont réalisé la majorité des analyses physico-chimiques. De plus, j’aimerais remercier Adrian Tamas et Christine Beaulieu, des collègues de travail sympathiques et généreux.

Je tiens aussi à remercier du fond du cœur mes proches qui m’ont beaucoup encouragé à persévérer dans ma démarche. Plus spécialement, merci à ma copine Nathalie, pour m’avoir soutenue moralement et m’avoir donné de bons conseils pour être plus productif au travail. Merci aussi à ma mère Lise, mon père Claude et mon frère Simon qui m’ont souvent encouragé.

Enfin, je dois aussi remercier le fond de recherche sur la nature et les technologies (FQRNT) et la société Degrémont pour m’avoir attribuer conjointement une bourse en milieu de pratique pour ma maîtrise. J’ai ainsi pu vivre confortablement au cours des deux dernières années.

Symbole

Signification

Unités SI

ΔP

Perte de charge

Pa

ΔPg

Gradient de pression à travers le gâteau colmatant

Pa

ΔPM

Pression transmembranaire moyenne

Pa

a

Paramètre d’obstruction des canaux d’écoulement tangentiels

A

Perméabilité à l’eau pure

m/(s.Pa)

Aeff

Section libre d’un canal d’écoulement tangentiel

m2

Alc

Alcalinité

mg/L CaCO3

b

Largeur d’un canal d’écoulement tangentiel

m

C

Concentration

kg/m3

Cte

Constante qui dépend de la masse volumique du dépôt et de la longueur totale des brins d’espaceur grossier

kg/m2

D

Diamètre interne

m

d

Diamètre du tube collecteur de perméat

m

dF

Diamètre d’un brin de l’espaceur grossier

m

dH

Diamètre hydraulique d’un canal d’écoulement tangentiel

m

f

Séparation

%

F

Constante de Faraday

C/(g.éq)

h

Hauteur d’un canal d’écoulement tangentiel

m

I

Force ionique

mM

IL

Indice de Langelier

J

Flux volumétrique

m/s

k

Coefficient de transfert de matière

m/s

KL

Coefficient de perte de charge

l

Longueur de l’embout du tube collecteur de perméat

m

L

Longueur d’un canal d’écoulement tangentiel

m

LL

Longueur totale du module

m

LM

Distance entre deux brins de l’espaceur grossier

m

M

Masse molaire du soluté

kg/mole

m

Valence de l’ion

MW

Masse molaire de l’eau

kg/mole

n

Constante qui dépend du régime d’écoulement

N

Nombre de canaux dans un module spiralé

nb

Nombre d'ions par molécule du soluté

P

Pression

psi

Q

Débit

L/min

R

Résistance

Pa.s/m

(RAT-RA0T)/μ

Résistance additionnelle corrigée

1012 m-1

r

Résistance spécifique du gâteau

m/kg

Re

Nombre de Reynolds

RGAZ

Constante des gaz parfaits

J/(mole.K)

S

Surface membranaire

m2

s

Coefficient de compressibilité du gâteau

SVSP

Surface spécifique de l’espaceur

m-1

t

Temps

H

T

Température

°C ou K

TR

Taux de récupération

%

V

Volume cumulé

m3

v

Vitesse

m/s

vp

Vitesse de perméation

L/(h.m2)

VW

Volume molaire partiel de l’eau

m3/mole

Y

Coefficient de diffusion du soluté

m2/s

Symbole grec

Signification

Unités SI

Ω

Conductivité électrique

μS/cm

δ

Épaisseur de la couche limite de concentration

M

χ

Coefficient de friction

λ

Conductance ionique limite

A/m2

ω

Constante qui dépend de la géométrie du canal et de l’espaceur grossier

ε

Porosité de l’espaceur grossier

β

Coefficient de correction en température

α

Coefficient d’attachement

μ

Viscosité dynamique

Pa.s

ν

Viscosité cinématique

m2/s

ρ

Masse volumique

kg/m3

Φ0

Coefficient osmotique du soluté

Δπ

Gradient de pression osmotique

Pa

π

Pression osmotique

Pa

© Mathieu Bonnelly, 2005