Étude du colmatage d'une membrane minérale de microfiltration par microscopie électronique à balayage et analyses physico-chimiques PDF Download
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Author: Claudine Vétier
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Languages : fr
Pages : 248
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Book Description
LA CONNAISSANCE DES PHENOMENES DE POLARISATION DE CONCENTRATION ET DE COLMATAGE EN ULTRAFILTRATION NECESSITE L'ETUDE DES INTERACTIONS ENTRE CONSTITUANTS DU LAIT ET MEMBRANE MINERALE DE MICROFILTRATION EN ALUMINE. UNE APPROCHE EXPERIMENTALE ORIGINALE EST REALISEE EN PREMIER LIEU GRACE A UN PROTOCOLE STATIQUE QUI PERMET LA MISE AU POINT D'UNE METHODE COUPLANT LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DES COLMATAGES OBTENUS EN STATIQUE. ELLE MET EN EVIDENCE LA NATURE ET LA STRUCTURE DU DEPOT POUR DIFFERENTS LAITS ET DIFFERENTES DUREES DE CONTACT. L'APPLICATION DE LA METHODE A L'ETUDE DES PHENOMENES OBTENUS EN DYNAMIQUE DANS UN PILOTE A PERMIS: DE CONNAITRE LA CINETIQUE DE FORMATION DU COLMATAGE ET LE ROLE JOUE PAR SES DIFFERENTS CONSTITUANTS (MICELLES DE CASEINE, PROTEINES SOLUBLES, GLOBULES GRAS, SELS DE CALCIUM ET DE PHOSPHORE); DE MONTRER L'INFLUENCE DES PARAMETRES VITESSE TANGENTIELLE ET PRESSION TRANSMEMBRANAIRE; D'EXPLIQUER LE COMPORTEMENT DE CES MEMBRANES MINERALES DE MICROFILTRATION QUI PERMETTENT L'ULTRAFILTRATION DU LAIT
Author: Claudine Vétier
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Pages : 248
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LA CONNAISSANCE DES PHENOMENES DE POLARISATION DE CONCENTRATION ET DE COLMATAGE EN ULTRAFILTRATION NECESSITE L'ETUDE DES INTERACTIONS ENTRE CONSTITUANTS DU LAIT ET MEMBRANE MINERALE DE MICROFILTRATION EN ALUMINE. UNE APPROCHE EXPERIMENTALE ORIGINALE EST REALISEE EN PREMIER LIEU GRACE A UN PROTOCOLE STATIQUE QUI PERMET LA MISE AU POINT D'UNE METHODE COUPLANT LA MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE ET L'ANALYSE PHYSICO-CHIMIQUE DES COLMATAGES OBTENUS EN STATIQUE. ELLE MET EN EVIDENCE LA NATURE ET LA STRUCTURE DU DEPOT POUR DIFFERENTS LAITS ET DIFFERENTES DUREES DE CONTACT. L'APPLICATION DE LA METHODE A L'ETUDE DES PHENOMENES OBTENUS EN DYNAMIQUE DANS UN PILOTE A PERMIS: DE CONNAITRE LA CINETIQUE DE FORMATION DU COLMATAGE ET LE ROLE JOUE PAR SES DIFFERENTS CONSTITUANTS (MICELLES DE CASEINE, PROTEINES SOLUBLES, GLOBULES GRAS, SELS DE CALCIUM ET DE PHOSPHORE); DE MONTRER L'INFLUENCE DES PARAMETRES VITESSE TANGENTIELLE ET PRESSION TRANSMEMBRANAIRE; D'EXPLIQUER LE COMPORTEMENT DE CES MEMBRANES MINERALES DE MICROFILTRATION QUI PERMETTENT L'ULTRAFILTRATION DU LAIT
Author: YOUB KHALED.. BENKAHLA
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Languages : fr
Pages : 161
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LE TRAVAIL PRESENTE CONCERNE L'ETUDE DES MECANISMES DE COLMATAGE ET DE DECOLMATAGE AFFECTANT UNE MEMBRANE MINERALE LORS D'UNE MICROFILTRATION TANGENTIELLE DE SUSPENSIONS MINERALE, COLLOIDALE ET DE JUS DE POMME. DANS UN PREMIER TEMPS, IL A ETE NECESSAIRE DE CARACTERISER LE DEPOT FORME A LA MEMBRANE ET CE, EN ETUDIANT SON COMPORTEMENT LORS DE VARIATIONS CYCLIQUES DE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE A FAIBLES PUIS A VITESSES ELEVEES. NOUS AVONS MONTRE QUE LE MECANISME DE COLMATAGE EST SIMILAIRE A CELUI DE LA FILTRATION FRONTALE, REGIE PAR L'EQUATION DE RUTH. DANS LA SECONDE PARTIE DE CE MEMOIRE, DES MODIFICATIONS DU BANC EXPERIMENTAL ONT ETE REALISEES POUR LA MISE AU POINT D'UN SYSTEME AUTO-DECOLMATANT PAR LA TECHNIQUE DES ECHELONS DE PRESSION ET DE VITESSE. LE PRINCIPE DE CE SYSTEME CONSISTE A ALTERNER APRES CHAQUE ETAPE DE FILTRATION, UNE ETAPE DE NETTOYAGE DE LA MEMBRANE AU COURS DUQUEL ON ANNULE LA PRESSION TRANSMEMBRANAIRE ET ON AUGMENTE LA VITESSE DE CIRCULATION CE QUI NOUS RESTITUE A LA FIN DU CYCLE, UNE MEMBRANE DECOLMATEE. L'OPTIMISATION DES DIFFERENTS PARAMETRES NOUS A PERMIS D'OBTENIR DES AUGMENTATIONS DE FLUX DE FILTRATION, ALLANT JUSQU'A 400% POUR UNE SUSPENSION MINERALE, ET 55% POUR UNE SUSPENSION COLLOIDALE
Author: Djaffar Si Hassen
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Languages : fr
Pages : 164
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De nombreux travaux consacrés à l'étude du phénomène de colmatage et des mécanismes induisant une limitation du transfert de masse à travers la membrane dans le cas de la microfiltration tangentielle ont montré que l'écoulement de la suspension tangentiellement à la membrane permet d'atteindre un régime stationnaire. Dans le présent travail, l'identification des mécanismes de colmatage et de decolmatage d'une membrane de microfiltration tangentielle a été effectuée a l'aide d'une suspension modèle et minérale de carbonate de calcium caco#3 et d'une membrane organique choisie judicieusement de sorte que le colmatage provoque soit exclusivement superficiel. Cette étude montre que le mécanisme à l'origine du régime stationnaire observe en microfiltration tangentielle est le transfert de matière d'origine hydrodynamique. Nous montrons ainsi que le coefficient de transfert de matière est donne par la solution de leveque à la condition de prendre en compte l'épaisseur des dépôts formes. La détermination de l'épaisseur a été réalisée en exploitant la théorie des écoulements à travers les milieux poreux. Des hystérésis du flux de filtrat ont été observées lors de variations cycliques de la pression transmembranaire, de la concentration et de la vitesse. Nous avons déduit de ces essais que le decolmatage ne pouvait se faire que par action mécanique sous forme de contrainte critique d'érosion exercée par le fluide à la surface du dépôt. Un modèle permettant de caractériser la limite de stabilité mécanique du dépôt a été propose sous forme d'une relation entre la contrainte de cisaillement critique en fonction de la contrainte normale qui s'exerce sur la monocouche supérieure de particules.
Author: RENAUD.. LIBERGE
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Languages : fr
Pages : 176
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UN MODELE SEMI-EMPIRIQUE BASE SUR UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE LA MICROFILTRATION TANGENTIELLE DE SOLUTIONS DE LEVURES EST PRESENTE. IL PERMET DE PREDIRE AVEC UNE BONNE PRECISION L'EVOLUTION DANS LE TEMPS DU DEBIT DE PERMEATION, AINSI QUE LE REGIME PERMANENT, EN FONCTION DES CONDITIONS OPERATOIRES (CONCENTRATION DANS LA SOLUTION, PRESSION TRANSMEMBRANAIRE, VITESSE TANGENTIELLE). TROIS TYPES DE MEMBRANES MINERALES DE MICROFILTRATION DE MEME DIAMETRE DE PORE MOYEN (0,2 MICRON) SONT TESTEES: TECH-SEP, SCT ET CARBONE-LORRAINE. LA SURFACE FILTRANTE UTILISEE EST DE 50 CM#2. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX DEPENDENT FORTEMENT DU TYPE DE MEMBRANE, CE QUI SEMBLE INDIQUER DES INTERACTIONS MEMBRANE/PARTICULE IMPORTANTES. DES OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES, AINSI QUE DES MESURES DE RUGOSITE, SUGGERENT QUE CES RESULTATS POURRAIENT ETRE DUS EN PARTIE A DES DIFFERENCES DE STRUCTURE SURFACIQUE. LE PROBLEME DE COLMATAGE A L'EAU RENCONTRE EN MICROFILTRATION EST EGALEMENT DISCUTE. UN PROTOCOLE OPERATOIRE EST PROPOSE, AFIN DE REDUIRE LE COLMATAGE IRREVERSIBLE DES MEMBRANES PAR LES MICROPOLLUANTS PRESENTS DANS LA SOLUTION
Author: Isabelle Masselin
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Languages : fr
Pages : 188
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L'objectif de ce travail est le développement et l'application d'outils de caractérisation de membranes d'ultrafiltration en polyéthersulfone, polyfluorure de vinylidène, polyélectrolytes complexes, polycarbonate et acétate de cellulose de seuils de coupure allant de 3 à 100 kDa. Pour cela, des méthodes directes ou indirectes ont été développées. La première technique est la détermination du paramètre Aĸ/Δx qui représente le rapport entre la porosité surfacique d'une membrane et le chemin moyen parcouru par un petit soluté la traversant par diffusion. Les résultats obtenus permettent de suivre l'évolution de la porosité d'une membrane. De plus, la comparaison entre la diffusion d'un soluté hydrophile (formamide) et d'un soluté hydrophobe (1,4-benzoquinone) à travers une même membrane fait apparaitre une différence de comportement selon son caractère hydrophile ou hydrophobe. La deuxième technique développée dans ce travail concerne l'analyse d'images obtenues par microscopie électronique à balayage. Cette méthode permet, sur une image dont les pores sont disjoints, de déterminer la distribution de taille des pores ainsi que la porosité et la densité de pores. Ces deux techniques sont complétées par des mesures de perméabilité, de rétention de dextranes et des mesures de potentiel d'écoulement selon des méthodes déjà connues par ailleurs. Les valeurs de rayon de pore obtenues par l'analyse d'images concordent avec celles déduites des mesures de rétention de dextranes dans l'approximation de la loi de Ferry. L'application des différentes méthodes a permis de mettre en évidence l'effet destructeur des ultrasons à la fréquence de 47 kHz sur certains des matériaux étudiés. Des fibres creuses en acétate de cellulose ont également été testées dans le but de mesurer leur vieillissement suite à une procédure de vieillissement accélèré.
Author: Gil Crozes
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Languages : fr
Pages : 222
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DANS LE BUT DE MIEUX COMPRENDRE LE PHENOMENE DE COLMATAGE ET D'OPTIMISER L'ULTRAFILTRATION EN TRAITEMENT D'EAU, LE PRESENT TRAVAIL A CONSISTE EN TROIS ETAPES ESSENTIELLES. D'UNE PART, LA QUANTIFICATION DE L'ADSORPTION DE DEUX COMPOSES DE FAIBLE POIDS MOLECULAIRE SUR UNE MEMBRANE HYDROPHILE EN DERIVE CELLULOSIQUE ET SUR UNE MEMBRANE HYDROPHOBE EN POLYMERE ACRYLIQUE. D'AUTRE PART, UN TEST COMPARATIF A L'ECHELLE PILOTE DE TROIS MEMBRANES COMMERCIALES SUIVI DE L'OPTIMISATION DES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT SUR DEUX TYPES D'EAUX. ENFIN, L'ANALYSE STATISTIQUE PAR ANALYSE FACTORIELLE DES CORRESPONDANCES ET PAR DES METHODES DE CLASSIFICATION DE L'ENSEMBLE DES DONNEESHDE QUALITE D'EAU, DE CONDITIONS OPERATOIRES ET DE PERFORMANCES HYDRAULIQUES GENERES POUR LA MEMBRANE HYDROPHILE. L'ADSORPTION LA PLUS IMPORTANTE A ETE OBSERVEE LORS DE LA FILTRATION D'UNE SOLUTION D'UN COMPOSE FORTEMENT AROMATIQUE SUR LA MEMBRANE RELATIVEMENT HYDROPHOBE. L'ADSORPTION DU COMPOSE AROMATIQUE, DE POIDS MOLECULAIRE ENVIRON 100 FOIS PLUS FAIBLE QUE LE SEUIL DE COUPURE DES MEMBRANES TESTEES, S'EST TRADUITE PAR UN COLMATAGE RAPIDE ET IRREVERSIBLE DES MEMBRANES. LE COLMATAGE DE LA MEMBRANE HYDROPHILE ETAIT REDUIT PAR OZONATION OU PAR ADSORPTION SUR CHARBON ACTIF EN POUDRE DE LA SOLUTION DU COMPOSE AROMATIQUE. LE TEST COMPARATIF A L'ECHELLE PILOTE A DEMONTRE LA SUPERIORITE DE LA MEMBRANE HYDROPHILE QUANT A LA RESISTANCE AU COLMATAGE PAR UNE EAU DE SURFACE. LES TESTS PILOTES AINSI QUE L'ETUDE STATISTIQUE ONT MIS EN EVIDENCE UNE VALEUR SEUIL D'ENVIRON UN BAR, AU-DELA DE LAQUELLE LE COLMATAGE EVOLUE RAPIDEMENT VERS UN STADE IRREVERSIBLE. LES COMPOSES INSATURES EN PARTICULIER, REPRESENTENT LA CAUSE MAJEURE DU COLMATAGE IRREVERSIBLE, ET LA QUALITE DE L'EAU DETERMINE LES PERFORMANCES DES MEMBRANES. SEPT CLASSES D'EAU ONT ETE DEFINIES SUR LA BASE DE PARAMETRES SIMPLES DECRIVANT LA TENEUR ET LA NATURE DE LA MATIERE ORGANIQUE, AUXQUELLES ONT PU ETRE ASSOCIEES LES CONDITIONS OPERATOIRES ET LES PERFORMANCES OPTIMALES DES MEMBRANES
Author: Gaëlle Collet
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Languages : fr
Pages : 0
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Les procédés membranaires se sont progressivement démocratisés dans les usines de traitement des eaux. Cependant, leur développement est limité par le colmatage. En présence de mélange de colloïdes organiques et de particules minérales, les mécanismes de colmatage deviennent complexes et impliquent de nombreuses interactions. Ainsi, l'objectif de ces travaux a été de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la filtration de suspensions composées de particules minérales et de matières organiques dissoutes et colloïdales. Des extractions et caractérisation de matières organiques ont été réalisées sur une eau de rivière et un effluent secondaire. Les fractions colloïdales (> 3,5 kDa) et dissoutes ont été filtrées sur des membranes d'ultrafiltration en absence et en présence de particules minérales (i.e. argiles). En raison de leur masse moléculaire élevée, les colloïdes organiques ont engendré le plus fort pouvoir colmatant quelle que soit leur origine et leur composition chimique. Par la suite, la filtration de suspensions mixtes constituées de particules minérales et de matières organiques a montré des comportements très différents selon les mélanges étudiés. L'élucidation des mécanismes mis en jeu a permis de développer un modèle phénoménologique permettant de décrire les différentes chutes de flux observées en incluant des mécanismes de blocage de pores et de tamisage du dépôt de particules.
Author: MARTINE.. MULLET
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Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
POUR COMPRENDRE ET MAITRISER LES PERFORMANCES DE FILTRATION D'UNE MEMBRANE, IL EST INDISPENSABLE DE CONNAITRE SES GRANDEURS STRUCTURALES ET SES PROPRIETES CHIMIQUES DE SURFACE. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL ETAIT D'UNE PART, DE CARACTERISER LA STRUCTURE POREUSE (POROSITE, TAILLE DE PORES, FACTEUR DE TORTUOSITE, SURFACE SPECIFIQUE) ET D'AUTRE PART, D'ETUDIER LES PROPRIETES ELECTROCHIMIQUES (POTENTIEL ELECTROCINETIQUE, CHARGE DE SURFACE, POINT DE CHARGE NULLE, POINT ISOELECTRIQUE) ET PHYSICO-CHIMIQUES (CINETIQUE D'ADSORPTION D'UN PEPTIDE ET TAUX DE RECOUVREMENT) D'UNE NOUVELLE MEMBRANE CERAMIQUE ET D'UNE MEMBRANE DE CARBONE. DANS UNE PREMIERE PARTIE, LA STRUCTURE POREUSE A ETE DECRITE GRACE A LA MISE EN UVRE DE TECHNIQUES USUELLES: MICROSCOPIE ELECTRONIQUE A BALAYAGE, POROSIMETRIE AU MERCURE ET A L'EAU, ET ORIGINALES: SPECTROSCOPIE D'IMPEDANCE ELECTROCHIMIQUE, METHODE DE MESURE DE LA CINETIQUE DE MOUILLAGE. LES DEUX MEMBRANES PRESENTENT UNE POROSITE D'ENVIRON 20 A 30%, UNE TAILLE MOYENNE DE PORE DE L'ORDRE DU MICRON, UNE LARGE DISTRIBUTION DE TAILLE DE PORE ET UN FACTEUR DE TORTUOSITE COMPRIS ENTRE 1,5 ET 1,8. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, LA MISE AU POINT D'UN DISPOSITIF EXPERIMENTAL DE MESURE DE LA VITESSE ELECTRO-OSMOTIQUE A PERMIS L'ETUDE DES PROPRIETES ELECTROCINETIQUES. LA MEMBRANE CERAMIQUE PRESENTE UN POTENTIEL ELECTROCINETIQUE RELATIVEMENT FAIBLE ASSOCIE A UNE CHARGE DE SURFACE ELEVEE. L'EVALUATION DU POINT ISOELECTRIQUE REVELE QUE LA COMPOSITION DE LA MEMBRANE CERAMIQUE EST DIFFERENTE DANS LA MASSE ET EN SURFACE (PLUS RICHE EN SIO#2). LA DIFFERENCE ENTRE LE POINT ISOELECTRIQUE, DETERMINE DIRECTEMENT SUR LA MEMBRANE, ET LE POINT DE CHARGE NULLE DETERMINE SUR LA MEMBRANE BROYEE, RESULTE DE L'EFFET DE BROYAGE D'UN MINERAL CONTENANT DE LA SILICE PROVOQUANT UNE PERTE D'ACIDITE. DANS UNE TROISIEME PARTIE, L'ADSORPTION D'UN PEPTIDE DE PROTEINE DE LAIT SUR UNE ELECTRODE DE CARBONE A ETE ETUDIEE PAR MESURES DE CAPACITE DE DOUBLE COUCHE. LES RESULTATS OBTENUS ONT PERMIS DE PROPOSER UN MODELE D'ADSORPTION EN DEUX ETAPES AINSI QU'UN CIRCUIT ELECTRIQUE EQUIVALENT DE L'INTERFACE
Author: Hélène Habarou
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Languages : fr
Pages : 348
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Book Description
Cette étude traite du colmatage des membranes basse pression par les matières organiques des eaux naturelles. Le premier objectif a été d'évaluer la capacité d'unités pilotes à apprécier le potentiel colmatant. Ces unités sont alimentées par de l'eau renouvelée quotidiennement ce qui permet de se rapprocher des conditions d'exploitation sur usine. Les profils de perte de flux enregistrés sur plusieurs campagnes d'essais sur site ont permis de valider l'intérêt de notre outil expérimental. Le second objectif portait sur la caractérisation du colmatage de nature organique. Une grande diversité de techniques analytiques a été développée. Quel que soit la membrane, le matériel colmatant englobe des substances humiques, des substances protéiques, des sucres aminés (parois microbiennes) et des polysaccharides. Les résidus microbiens composantes ubiquistes des eaux de surface et structures résultant d'un possible développement bactérien à la surface des membranes semblent constituer la source prépondérante du matériel colmatant.
Author: Florence Falletti
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Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
LES DIFFERENTES CATEGORIES DE FLUIDES DE COUPE AQUEUX (SOLUTIONS, MICROEMULSIONS, SOLUTIONS) ET SOLUTIONS AQUEUSES DE DEGRAISSAGE FONT PARTIE DES REJETS D'UN ATELIER D'USINAGE. AFIN DE DIMINUER LE VOLUME DE CES FLUIDES A REJETER ET DE REMPLACER LES TRAITEMENTS DE DEPOLLUTION PAR UNE TECHNOLOGIE PROPRE, NOUS AVONS ETUDIE LE PROCEDE DE REGENERATION DE CES FLUIDES PAR MICROFILTRATION TANGENTIELLE SUR MEMBRANE MINERALE. NOUS AVONS UTILISE DES MEMBRANES D'ALUMINE (DIAMETRE DE PORES 0,8 MICRON) ET DE L'ALUMINE ENROBEE D'AUTRES OXYDES (DIAMETRE DE PORES 3-5 MICRONS). LE CHOIX DU DIAMETRE DE PORES EST PLUS DELICAT POUR LES EMULSIONS QUE POUR LES AUTRES FLUIDES, LA MEMBRANE DEVANT RESPECTER LA STRUCTURE BIPHASIQUE DE L'EMULSION, TOUT EN RETENANT LES POLLUANTS. A MEME DIAMETRE DE PORES (5 MICRONS), LA COALESCENCE DES EMULSIONS, LORS DE LEUR REGENERATION, EST FONCTION DE LA NATURE CHIMIQUE DE LA MEMBRANE. POUR TOUS NOS ESSAIS, NOUS AVONS TRAVAILLE A DEBIT D'ALIMENTATION CONSTANT ET NOUS AVONS SUIVI L'EVOLUTION DE LA PRESSION EN FONCTION DU TEMPS, CE QUI PERMET DE DETERMINER LA RESISTANCE INTRINSEQUE DE LA MEMBRANE, INDEPENDAMMENT DES RESISTANCES ADDITIVES QUI EVOLUENT AU COURS DU TEMPS. L'AUGMENTATION DE PRESSION, AU COURS DU TEMPS EST DUE A LA RETENTION DES POLLUANTS A LA SURFACE DE LA MEMBRANE. CE COLMATAGE MEMBRANAIRE DEPEND, LORS DE LA RETENTION D'HUILES, DU DEGRE D'HYDROPHILIE DE LA MEMBRANE ET DE LA QUANTITE D'HUILES DANS LE FLUIDES AVANT REGENERATION. LES TENSIONS INTERFACIALES ENTRE LA MEMBRANE ET LES FLUIDES FILTRES ONT UNE INFLUENCE IMPORTANTE SUR LES FLUX MEMBRANAIRES
