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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université A. MIRA – BEJAIA Faculté de Technologie Département de Génie des Procédés Mémoire de fin d’étude En vue de l’obtention du diplôme de Master En Génie des Procédés Spécialité : Génie de l’environnement Thème Réalisé par : Encadrés par : Mr. GUENOUCHE Hakim Mme O.SENHADJI Mr. LEGRIDI Nourreddine Mr Y. MAAZOUZ . (Cevital) Présidente du jury : Mme O.SENHADJI Examinateur : Mr M. BEHLOUL Examinateur : Mme F. AHNIA Année Universitaire 2012 -2013 Etude du procédé combiné Electrodéionisation-Cogénération et analyses physico-chimiques des eaux ultrapures de CEVITAL Remerciements Nous remercions avant tout Dieu de nous avoir accordé la force et le courage de realiser ce modeste travail. Il nous est très agréable de réserver cette page comme un témoin de reconnaissance a toutes les personnes qui nous ont soutenus et encadrées pour réaliser ce travail. En premier on tient à remercier Mme ISSAD Dida pour ses prodigieux sacrifices et l’aide qu’elle nous a fournis afin que notre stage se déroule dans de bonnes conditions. Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à notre promotrice Mme BELKACEMI HAYET qui a acceptée d’encadrer notre travail durant ces 4 mois et qui nous a prêtée de son temps le plus précieux et qui a toujours répondu présente à nous sollicitudes, nous a enrichi par sa vision critique des choses, son savoir faire et son savoir être. Nos sincères remerciements à notre tuteur de stage Mr MAAZOUZ Youcef, directeur de l’unité énergie du group CEVITAL, pour son accueille, le temps qu’il a consacré, ses directives précieuses et pour la qualité de son suivi durant toute la période de stage. On remercie également Mme SENHADJI docteur et maitre de conférences a l’université de Bejaia et Mr BEHLOUL doctorant a l’université de Bejaia pour l’honneur qu’ils nous font en acceptant d’examiner ce travail et de participer au jury. Nous témoignerons une reconnaissance toute particulière à Monsieur GUENOUCHE Karim directeur technique de la maintenance au Laboratoire Groupement Pharmaceutique Algérien(LGPA) ainsi que son PDG Monsieur BOUKHARI. Qu’ils veuillent bien trouver ici l’expression de nos plus vifs remerciements pour avoir voulu examiner ce travail, et nous en sommes pour cela très honorés. Nous voulons remercier également les techniciennes de laboratoire Mme ADRAR MAGDA et Mme MERABET KAHINA et Melle Fadhila pour leurs accueille, leur collaboration et leur sympathie Et toute l’équipe de l’unité énergie au niveau de CEVITAL. Merci également à tout nous amis et nos collègues qui nous ont été d’un soutient moral tout au long de ce travail. Que tous ceux qui nous ont aidés de prés ou de loin, trouvent ici l’expression de notre gratitude. Merci à vous Dédicace Je dédie ce modeste travail À Mes très chers parents, Sans qui je ne serais pas ce que je suis aujourd'hui. Je vous dédie ce premier fruit en reconnaissance de vos sacrifices et en témoignage de la profondeur des sentiments que j’éprouve à votre égard. A mes sœurs A mes frères A toute ma famille, mes amis , mes dowlines et mes uplines de QNET tous ceux qui me sont chers, Mon collègue HAKIM, ainsi que sa famille. En témoignage de mes sentiments les meilleurs, qu’ils trouvent dans ce travail les expressions de mon dévouement et mon attachement infini. NOURREDDINE DEDICACES A la mémoire de mon père En lequel j’ai toujours vu un père dévoué à sa famille. Sa simple présence dans ma mémoire en toute circonstances m’a mainte fois rappelée le sens de la responsabilité, que dieu l’accueille dans son vaste paradis. A ma mère En toi, je voie la maman parfaite, toujours prête à se sacrifier pour le bonheur de ses enfants. Que dieu te donne une longue vie. Merci pour tout. A mon cher unique frère Karim et sa femme Nadia et la petite « inès » Ton amour tes sacrifices font de toi un frère, un père, veillant, soucieux, responsable, accueillant… parfait, que dieu te paye pour tous tes bienfaits. A ma chère sœur Naima et son mari Rabah et le petit « sid-ali » Tout comme ton frère Karim, tes hauts degrés de qualités font de toi la sœur parfaite, je te souhaite tout le bonheur du monde. Merci pour tout. A toi «Doudine» et toute ta famille Sans t’oublier mon up-line avec toi j’ai partagé les joies et les difficultés relatives au suivi de ce travail. Merci pour tes motivations et tes judicieuses propositions. A toute ma famille en particulier ma tente Zehira, mes oncle hacène et lounis qui sont comme des frères pour moi. Merci pour votre appui permanent au cours de ces longues années. A tous ceux qui me son chère qui ont été d’un soutien moral indispensable et d’un appui permanent durant de longues années en particulier dihia, kamel, doudine hacene, lounis…etc A tous mes up-lines et down- lines «QNET» qui veillent pour que le chemin de la réussite soit le seul que nous empruntons. A tous mes amis et collègues de la promotion génie de l’environnement A tous ceux qui m’ont instruit A tous ceux qui m’aiment Je dédie ce travail «hakim» Liste des abréviations Liste des abréviations U.T : unité de turbidité MES : matières en suspension T.F.F : filtration à flux tangentiel / Tangential Flow Filtration C.F.F : filtration classique frontale /Cross Flow Filtration MF : MicroFiltration UF : UltraFiltration NF : NanoFiltration DCO : Demande Chimique en Oxygène OI : Osmose Inverse RO : Reverse Osmosis E I : Echange d’Ions E U P : Eau UltraPure Cp : concentration dans le perméat Ca : la concentration dans l'alimentation MM : Masse Moléculaire EDI : électrodéionisation CEDI : Electrodéionisation en Continu DDP : Déférence de potentiel MEA : Membranes sélectives aux anions MEC : Membranes sélectives aux Cations Ppm : partie par million Ppb : partie par billion Ppt : partie par COT : carbon organique total USP : United State Pharmacopée LB : Layered-bed LC : Clustered-bed EILM: Echange Ionique à Lit Mixte PME : Moteur a petite Puissance Electrique CIP : Cleaning In Place SHT : Surchauffeur haute température Liste des abréviations SBT : Surchauffeur Basse température EDTA : Ethyl diamine tétra acétique NET : Noire Ericroume T SOMMAIRE Introduction……………………………………………………………………………………………………………………………….1 CHAPITRE I : Généralités sur les eaux I.1 Différents types d’eaux naturelles .................................................................................. 3 I.1.1 L’eau de pluie ..................................................................................................... 3 I.1.2 L’eau de mer ....................................................................................................... 3 I.1.3 L’eau de surface .................................................................................................. 3 I.1.4 Les eaux souterraines .......................................................................................... 4 I.2 Les propriétés organoleptiques de l’eau ...................................................................... 4 I.2.1 La turbidité .......................................................................................................... 4 I.2.2 La couleur ........................................................................................................... 5 I.2.3 Le goût-odeur ...................................................................................................... 5 I.3 Propriétés physico-chimiques de l’eau.. ..................................................................... 5 I.3.1 Eléments présents dans l’eau brute ..................................................................... 6 CHAPITRE II : l’eau ultrapure II.1 Définition .….............................................................................................................. 8 II.2 Description des procédés pour la production d’eau ultrapure..................................... 8 II.3 Evolution technologique du traitement de l’eau ultrapure........................................ 10 II.4 les procédés membranaires classiques ........................................................................ 12 II.4.1 Définition : techniques à flux tangentiel/flux croisé.......................................... 12 II.4.2 Microfiltration et ultrafiltration.......................................................................... 14 II.4.3 Nanofiltration ..................................................................................................... 17 II.4.4 Osmose inverse .................................................................................................. 17 II.4.5 Limites des procédés .......................................................................................... 20 II.4.6 Colmatage des membranes................................................................................. 23 II.4.7 Contrôle du colmatage et de la polarisation de concentration ........................... 24 II.5 Les procédés electromembranaires ........................................................................... 24 II.5.1 Définition de la dialyse ...................................................................................... 24 II.5.2 L'électrodialyse .................................................................................................. 25 II.6 Définition et avantage de la technique d’électrodéionisation ................................... 27 II.6.1 Principe de l’électrodéionisation........................................................................ 27 II.6.2 Historique........................................................................................................... 29 II.6.3 Applications de l’électrodéionisation................................................................. 31 II.6.4 Aspect théorique................................................................................................. 35 II.6.5 Configurations des cellules d’électrodéionisation.............................................. 42 II.6.6 Aspect Economique............................................................................................ 51 CHAPITRE : la cogénération III.1 Définition ................................................................................................................ 54 III.2 Principes de base ..................................................................................................... 55 III.3 Quelles technologies pour quels usages ? ............................................................... 56 III.3.1 Cogénération par moteur.................................................................................. 57 III.3.2 Cogénération par turbine à combustion ........................................................... 59 III.3.3 Cogénération par turbine à vapeur ................................................................... 61 III.3.4 Cycle combiné.................................................................................................. 62 III.3.5 La trigénération ................................................................................................ 63 III.4 Les avantages de la Cogénération ........................................................................... 63 III.5 Paramètres clés des projets de cogénération ........................................................... 63 III.6 Comparaison de rendements d’énergie ................................................................... 64 III.7 Recherche – développement : quelques pistes ........................................................ 66 CHAPITRE IV : méthodologie expérimentale IV.1 Historique du groupe CEVITAL............................................................................. 68 IV.2 Source de l’eau utilisée pour la production de l’eau ultrapure ............................... 69 IV.3 Description du processus de traitement par osmose inverse................................... 69 IV.3.1 Les étapes du procédé ...................................................................................... 69 IV.4 Electrodéionisation................................................................................................ 73 IV.4.1 Généralités ....................................................................................................... 73 IV.4.2 Spécifications de CEDI................................................................................... 74 IV.4.3 Description de processus.................................................................................. 75 IV.4.4 Tableau de commande .................................................................................... 76 IV.5 Description du procédé de la cogénération............................................................. 77 IV.5.1 Présentation de l’installation............................................................................ 77 IV.5.2 Le procédé de l’eau ultra pure.......................................................................... 80 IV.6 Analyses physico-chimiques................................................................................... 82 IV.6.1 Le potentiel d’hydrogène (pH)......................................................................... 82 IV.6.2 La conductivité................................................................................................. 82 IV.6.3 Méthodes titrimétriques ................................................................................... 83 IV.6.4 Methodes spectrophotométriques .................................................................... 89 CHAPITRE V : Interprétations et discussions des résultats V.1 Le potentiel d’hydrogène (pH)................................................................................. 92 V.2 La conductivité......................................................................................................... 93 V.3 Le titre hydrotimétrique total TH (dureté totale)...................................................... 94 V.4 Le titre hydrotimétrique calcique THCa.................................................................... 95 V.5 Le titre alcalimétrique (TA) ..................................................................................... 96 V.6 Le titre alcalimétrique complet TAC........................................................................ 96 V.7 Les chlorures Cl-....................................................................................................... 97 V.8 La silice SiO2 (ppm) ................................................................................................ 98 V.9 Le uploads/Geographie/etude-du-procede-combine-electrodeionisation-cogeneration-et-analyses-physico-chimiques-des-eaux-ultrapures-de-cevital.pdf