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Title:
ASSEMBLY OF ULTRAFILTRATION OR MICROFILTRATION MEMBRANE MODULES, AND CORRESPONDING MEMBRANE MODULE, STRUCTURE AND MAINTENANCE METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/101816
Kind Code:
A2
Abstract:
The technique of the present invention relates to membrane modules for the ultrafiltration or microfiltration of liquids such as water, that include at least one assembly of membrane modules extending essentially in a vertical plane and at least one duct, said modules each including an elongated module body provided at both opposite ends with lower and upper removable end pieces each having at least one tapping for connection to a tapping of said duct. According to this technique, the ducts of this assembly essentially extend in said vertical plane.

Inventors:
JOVER, Jean-Pierre (1 square Poussin, Le Chesnay, F-78150, FR)
GOUDAL, Christian (3 avenue du Capitaine Ferber, Eaubonne, F-95600, FR)
THOMAS, Pascal (13 chemin du Plessis, Grigny, F-91350, FR)
Application Number:
EP2008/051522
Publication Date:
August 28, 2008
Filing Date:
February 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
OTV SA (L'Aquarène, 1 place Montgolfier, Saint-Maurice Cedex, F-94417, FR)
JOVER, Jean-Pierre (1 square Poussin, Le Chesnay, F-78150, FR)
GOUDAL, Christian (3 avenue du Capitaine Ferber, Eaubonne, F-95600, FR)
THOMAS, Pascal (13 chemin du Plessis, Grigny, F-91350, FR)
International Classes:
B01D61/18; B01D61/20; B01D63/04; B01D65/00
Attorney, Agent or Firm:
LARCHER, Dominique (Technopôle Atalante, 16B rue de Jouanet, Rennes Cedex 7, F-35703, FR)
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Claims:

REVENDICATIONS

1. Ensemble (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfïltration de liquides tels que de l'eau comprenant au moins un jeu de modules membranaires s'étendant essentiellement dans un plan vertical (P) et au moins un conduit (21, 22, 23), lesdits modules présentant chacun un corps (10) de module allongé pourvu à ses deux extrémités opposées d'embouts amovibles inférieur (12) et supérieur (11) présentant chacun au moins un piquage de raccordement (111, 112, 121, 122) à un piquage (211, 221, 231) dudit conduit (21, 22, 23), caractérisé en ce que le ou lesdits conduits (21, 22, 23) s'étendent essentiellement dans ledit plan vertical (P).

2. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits embouts supérieur (11) et inférieur (12) présentent un premier piquage (111, 121) s'étendant essentiellement selon l'axe principal dudit corps (10), et un second piquage (112, 122) s'étendant le long d'un second axe, lesdits axe principal (R) et ledit second axe formant un angle non nul.

3. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier piquage (121) desdits embouts inférieurs (12) est borgne, et en ce que ledit premier piquage (111) desdits embouts supérieurs (11) et lesdits deuxièmes piquages (112, 122) sont débouchant. 4. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconques des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un premier conduit (21) auquel sont reliés lesdits premiers piquages (111) desdits embouts supérieurs (11), un second conduit (22) auquel sont reliés les deuxièmes piquages (112) desdits embouts supérieurs (11), un troisième conduit (23) auquel sont reliés les deuxièmes piquages (122) des embouts inférieurs (12).

5. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de connexion destinés à connecter au moins certains desdits premiers (111, 121) et seconds (112, 122) piquages aux piquages desdits conduits (21, 22, 23).

6. Ensemble de modules membranaires selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits éléments de connexion comprennent des manchettes rectilignes (24) pour la connexion desdits premiers piquages (111) desdits embouts supérieurs (11), et des manchettes inférieures (27) et supérieures (26) coudées respectivement pour la connexion desdits seconds piquages (122, 112) desdits embouts inférieurs (12) et desdits embouts supérieurs (11).

7. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites manchettes (24, 26, 27) sont réalisées en acier inoxydable et/ou en matériaux composites et/ou en matériaux plastiques. 8. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'au moins certaines desdites manchettes (24, 26, 27) rectilignes sont transparentes.

9. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits conduits (21, 22, 23) présentent à l'une de leurs extrémités une partie formant un coude dont l'axe s'étend essentiellement dans ledit plan vertical (P).

10. Ensemble (20) de modules membranaires selon l'une quelconques des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'obturation provisoire desdits conduits (21, 22, 23). 11. Ensemble (20) de modules membranaires selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens d'obturation provisoire sont des vannes d'isolement (28) disposées à une extrémité de chacun desdits conduits (21, 22, 23). 12. Module membranaire d'ultrafïltration ou de microfïltration destiné à être mis en œuvre dans un ensemble (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'adaptation de chaque embout supérieur et inférieur à au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps (10) dudit module.

13. Module membranaire d'ultrafiltration ou de microfïltration selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite caractéristique dimensionnelle est le diamètre dudit corps (10) dudit module.

14. Module membranaire selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation comprennent au moins une bague (13) interposée entre chaque embout inférieur (12) et supérieur (11) et le corps (10) dudit module membranaire, la ou lesdites bagues (13) présentant un premier contour complémentaire du contour intérieur des embouts supérieur (11) et inférieur (12), et un second contour complémentaire du contour extérieur du corps (10) dudit module.

15. Module membranaire selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite caractéristique dimensionnelle est la longueur desdits corps (10) desdits modules.

16. Module membranaire selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens d'adaptation comprennent des tiges filetées (14, 15) et des ridoirs

(17) reliant ledit embout supérieur (11) audit embout inférieur (12) et permettant de solidariser lesdits embouts (11, 12) sur lesdits corps (10) et d'adapter la distance séparant les embouts inférieur (12) et supérieur (11) à la longueur dudit corps (10). 17. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfïltration selon les revendications 1 à 16, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un châssis (50) supportant :

- lesdits ensembles (20) de modules membranaires ;

- un collecteur inférieur (62) ; - deux collecteurs intermédiaires (61, 62) ;

- deux collecteurs supérieurs (61, 63), lesdits collecteurs (61, 62, 63) étant positionnés essentiellement horizontalement, et présentant des prises ; et

- des éléments de connexion permettant de connecter au moins certaines desdites prises audits conduits (21, 22, 23) desdits ensembles (20).

18. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafïltration ou de microfïltration selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit châssis (50) comprend des échelles (51) sensiblement verticales, reliées par des sommiers sensiblement horizontaux comprenant des poutres longitudinales (52) et des traverses (53).

19. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafïltration ou de microfïltration selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit châssis (50) comprend deux desdits sommiers définissant un étage supérieur et un étage inférieur.

20. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de micro filtration selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisée en ce qu'une cale (80) relie chaque premier piquage (121) de chacun desdits embouts inférieurs (12) à l'un desdits sommiers.

21. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de micro filtration selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux châssis (50) montés en parallèle.

22. Construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de micro filtration selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisée en ce qu'une plateforme 91) s'étend entre lesdits étage inférieur et supérieur.

23. Procédé de maintenance d'une construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles (20) de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfïltration selon les revendications 17 à 22, ledit procédé comprenant au moins les étapes consistant à :

- isoler au moins un desdits ensembles (20) selon l'une des revendications 1 à 11 nécessitant une opération de maintenance ;

- déposer au moins un desdits modules membranaires selon l'une des revendications 12 à 16 dudit ensemble isolé ; - déposer le corps (10) dudit module membranaire déposé ;

- sélectionner un corps de module membranaire de substitution audit corps (10) dudit module membranaire déposé parmi une gamme de corps de modules membranaires ;

- adapter chacun desdits embouts (11, 12) dudit corps (10) dudit module membranaire déposé audit corps de module de substitution sélectionné en fonction d'au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné ;

- solidariser lesdits embouts (11, 12) sur ledit corps de module membranaire de substitution sélectionné pour former un module de substitution ;

- mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction ;

- connecter ledit module de substitution auxdits conduits (21, 22, 23).

24. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de micro fîltration selon la revendication 23, caractérisé en ce que ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts (11, 12) dudit corps (10) dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation desdits embouts (11, 12) en fonction du diamètre dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.

25. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration selon l'une quelconque des revendications 23 et 24, caractérisé en ce que ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts (11, 12) dudit corps (10) dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.

26. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, caractérisé en

ce que ladite étape consistant à connecter ledit module de substitution audits conduits (21, 22, 23) comprend l'ajustement de la longueur de ladite manchette inférieure (27).

27. Procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, caractérisé en ce que ladite étape consistant à mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction comprend la sélection et/ou l'adaptation en longueur desdites cales (80) en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.

Description:

Ensemble de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration, module membranaire, construction et procédé de maintenance correspondants

1. Domaine Le domaine de la technique présentée ici est celui de la conception et de la réalisation d'installations de traitement de liquides tels que les eaux mettant en œuvre des modules d'ultrafiltration ou de microfiltration.

2. Art antérieur

De telles installations comprennent de façon classique des constructions destinées à accueillir des batteries de modules membranaires d'ultrafiltration ou de microfiltration dans une position verticale et incluant un châssis supportant des collecteurs de liquide à traiter, de liquide traité et de concentrât, auxquels sont connectés les modules membranaires.

Ces installations mettent en œuvre des modules membranaires qui présentent un corps de module allongé à l'intérieur duquel est logée une membrane de filtration. Chacune des extrémités opposées des corps de modules sont pourvues d'embouts inférieur et supérieur présentant des piquages permettant de raccorder les modules aux collecteurs. Ces modules de filtration membranaires sont raccordés aux collecteurs soit en faisant coopérer directement les piquages des embouts des modules membranaires avec les piquages des collecteurs, soit en reliant les piquages des collecteurs aux piquages des embouts des modules grâce à des éléments de connexion.

Dans ce type d'installation, le liquide à traiter est amené sous pression, par un collecteur commun aux modules membranaires et filtré par les membranes présentes dans ceux-ci.

Les membranes de tels modules de filtration membranaires sont constituées de fibres creuses d'un diamètre permettant de laisser passer le liquide traité avec les impuretés à retenir qu'il contient présentant un diamètre supérieur au diamètre des pores des fibres creuses en question. Le pouvoir de coupure des membranes est déterminé notamment par le diamètre de ces pores. Les

membranes dites de micro filtration présentent un seuil de coupure de 0,1 μm. Les membranes dites d'ultrafîltration comprennent un seuil de coupure inférieur à 0,04 μm.

Le liquide filtré par les membranes présentes dans les modules de filtration est récupéré dans un collecteur commun à l'ensemble des modules. Les concentrats contenant les matières retenues par les membranes sont quant à eux évacués par un collecteur commun à l'ensemble des modules membranaires.

D'une façon classique, les installations de traitement de liquides par ultrafîltration ou microfïltration présentent donc une construction constituée d'un châssis supportant trois collecteurs et d'une batterie de modules membranaires de fïltrations identiques reliés à ces collecteurs.

Un inconvénient de cette technique de l'art antérieur est qu'elle a une productivité relativement faible du fait que le volume de liquide traité par mètre carré au sol occupé par l'installation de traitement reste relativement faible. En effet, le nombre de modules mis en œuvre dans de telles installations est faible relativement à leur encombrement qui est assez élevé. Ceci peut notamment être expliqué par le fait que, dans de telles installations, l'espace séparant les modules est important. Ceci apparaît clairement sur la figure 10. Effectivement, la manière dont son agencés les modules 101, et la manière dont ils sont raccordés aux collecteurs 102, 103, 104 impose notamment que les modules 101 soient répartis de part et d'autres des collecteurs 102 ,103, 104 pour former deux ensembles latéraux entre lesquels sont disposés les collecteurs 102, 103, 104.

Par ailleurs, de telles installations de filtration membranaire doivent faire l'objet d'une maintenance régulière consistant notamment à remplacer tout ou partie des modules de filtration membranaire des batteries de modules qu'elles mettent en œuvre, lorsqu'ils ne remplissent plus correctement leur fonction.

Selon les conditions d'utilisation de ces installations, la maintenance en question peut consister à renouveler périodiquement l'ensemble des modules de

fïltration membranaires des batteries de l'installation ou à procéder au changement de seulement certains modules de celles-ci.

Dans un cas comme dans l'autre, les constructions accueillant ces modules sont conçues pour ne recevoir que des modules de fïltration membranaires identiques d'un seul et même type.

De ce fait, ces constructions n'étant dédiées qu'à un seul type de module de fïltration membranaire, le remplacement de tout ou partie de ceux-ci ne peut se faire que par des modules de forme identique.

Or, le remplacement des modules de fïltration membranaire d'origine de l'installation des modules par des modules de fïltration membranaire identiques peut poser un certain nombre de problèmes.

En premier lieu, ce type de module de fïltration membranaire peut ne plus être disponible sur le marché. En second lieu, même s'il est disponible sur le marché, le fournisseur de ce type de module peut être en rupture de stock pendant une certaine période. Enfin, le prix de ces modules d'origine peut être élevé.

Les différents modules de fïltration membranaire disponibles sur le marché, s'ils présentent tous des caractéristiques communes, à savoir un corps de module essentiellement cylindrique, des embouts d'extrémités pourvus de piquages à chacune des extrémités du corps de module, n'en présentent pas moins des paramètres extérieurs extrêmement variables. Au rang de ces paramètres, on peut notamment citer la longueur hors tout des modules, la longueur des corps de modules, le diamètre des corps de modules, la forme des embouts supérieurs, la forme des embouts inférieurs, la position des piquages sur les embouts supérieurs, le diamètre des piquages sur les embouts supérieurs, la position du piquage sur les embouts inférieurs, le diamètre du piquage sur les embouts inférieurs...

Ces modules membranaires présentent également des caractéristiques variables concernant le pouvoir de coupure de membranes qu'ils contiennent ainsi que la surface de fïltration effective de celles-ci.

En pratique, la maintenance des installations de fïltration membranaire telles que décrites ci-dessus comprend donc une opération consistant à remplacer

tout ou partie des modules de filtration membranaire d'origine par des modules de fïltration membranaire identiques.

Dans les cas extrêmes où ces modules de fïltration membranaire d'origine ne sont plus disponibles sur le marché, il est donc nécessaire d'apporter des modifications qui peuvent parfois être lourdes aux constructions fixes accueillant ces modules membranaires de façon à pouvoir permettre à celles-ci d'accueillir des modules de formes différentes.

De telles modifications peuvent comprendre notamment une étape consistant à modifier la position d'un ou plusieurs des collecteurs de façon à adapter leur positionnement aux nouveaux paramètres des nouveaux modules de filtration membranaire.

On notera que dans certains cas, de telles transformations ne sont pas possibles du fait de contraintes concernant les limites d'emprise de telles installations. De telles opérations de transformations, quand elles sont possibles, sont complexes et coûteuses.

Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur est que, au cours des opérations de maintenance parfois nécessaires, par exemple pour procéder au remplacement d'un module de filtration, l'ensemble de la construction doit être isolée, c'est-à-dire que les entrées et sorties de liquides doivent être coupées pour l'ensemble de la construction. Ceci est notamment dû au fait que tous les modules mis en œuvre dans une telle construction sont reliés à des collecteurs communs. Aussi, même dans le cas où seul un module doit être remplacé, l'ensemble de la construction doit être isolée du reste de l'installation, avec pour conséquence de réduire momentanément mais de façon importante la productivité d'une telle installation.

3. Objectifs

La technique ici proposée a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de cette technique est de fournir une telle technique qui permette, pour une surface d'occupation au sol donnée, d'augmenter la productivité des installations d'ultrafîltration ou de microfïltration.

Un autre objectif de cette technique est de mettre en œuvre une telle technique qui permette d'optimiser la productivité d'une installation d'ultrafîltration ou de microfïltration, en particulier lors des opérations de maintenance.

Cette technique a encore pour objectif de fournir une telle technique qui permette la mise en œuvre de différents modules d'ultrafîltration ou de microfïltration dont les corps présentent des caractéristiques dimensionnelles variables, notamment en ce qui concerne leur diamètre et ou leur longueur.

Cette technique vise également à fournir une telle technique qui soit simple et peut coûteuse à mettre en œuvre.

4. Exposé de la technique proposée Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un ensemble de modules membranaires d'ultrafîltration ou de microfïltration de liquides tels que de l'eau comprenant au moins un jeu de modules membranaires s'étendant essentiellement dans un plan vertical et au moins un conduit, lesdits modules présentant chacun un corps de module allongé pourvu à ses deux extrémités opposées d'embouts amovibles inférieur et supérieur présentant chacun au moins un piquage de raccordement à un piquage dudit conduit.

Selon la technique proposée, lesdits conduits d'un tel ensemble s'étendent essentiellement dans ledit plan vertical. Ainsi, la technique proposée repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive qui permet de réduire l'espacement entre les modules et d'augmenter la productivité des installations de fîltration mettant en œuvre de tels ensembles de modules, du fait que la densité membranaire peut être considérablement augmentée pour une surface donnée d'occupation au sol de l'installation.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lesdits embouts supérieur et inférieur présentent un premier piquage s 'étendant essentiellement selon l'axe principal dudit corps, et un second piquage s'étendant le long d'un second axe, lesdits axe principal et ledit second axe formant un angle non nul. Ceci permet de connecter les piquages aux conduits qui s'étendent sensiblement dans le plan vertical des modules membranaires de façon à limiter l'encombrement des installations mettant en œuvre des ensembles de modules selon l'invention et donc d'augmenter la productivité de telles installations.

Préférentiellement, ledit premier piquage desdits embouts inférieurs est borgne, et ledit premier piquage desdits embouts supérieurs et lesdits deuxièmes piquages sont débouchant.

Le piquage borgne des embouts inférieurs permet ainsi la solidarisation de l'ensemble de modules selon l'invention, par exemple à un châssis, alors que les embouts débouchant peuvent être reliés aux conduits de façon à permettre à de l'eau de circuler dans les modules.

Avantageusement, un ensemble de modules membranaires selon l'invention comprend un premier conduit auquel sont reliés lesdits premiers piquages desdits embouts supérieurs, un second conduit auquel sont reliés les deuxièmes piquages desdits embouts supérieurs, un troisième conduit auquel sont reliés les deuxièmes piquages des embouts inférieurs.

Le troisième conduit peut ainsi permettre d'acheminer de l'eau brute en direction des modules, alors que l'eau ultrafîltrée ou microfïltrée peut circuler dans le premier conduit et le concentrât peut circuler dans le deuxième conduit.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'ensemble de modules selon l'invention comprend des éléments de connexion destinés à connecter au moins certains desdits premiers et seconds piquages aux piquages desdits conduits.

Avantageusement, lesdits éléments de connexion comprennent des manchettes rectilignes pour la connexion desdits premiers piquages desdits embouts supérieurs, et des manchettes inférieures et supérieures coudées

respectivement pour la connexion desdits seconds piquages desdits embouts inférieurs et desdits embouts supérieurs.

La mise en œuvre de tels éléments de connexion permet de relier aisément les modules membranaires aux conduits. Les manchettes coudées permettent de connecter les deuxièmes piquages aux conduits correspondants, alors que les manchettes rectilignes permettent de connecter les premiers piquages des embouts supérieurs aux conduits correspondants.

Avantageusement, lesdites manchettes sont réalisées en acier inoxydable et/ou en matériaux composites et/ou en matériaux plastiques. L'emploi de tels matériaux permet notamment d'éviter la corrosion.

Préférentiellement, au moins certaines desdites manchettes rectilignes sont transparentes.

La mise en œuvre de telles manchettes transparentes permet notamment de réaliser le test d'intégrité. Selon une caractéristique préférée de l'invention, lesdits conduits présentent à l'une de leurs extrémités une partie formant un coude dont l'axe s'étend essentiellement dans ledit plan vertical.

Ceci permet notamment de pouvoir superposer et de relier deux ensembles de modules membranaires selon l'invention entre eux. Avantageusement, un ensemble de modules membranaires selon l'invention comprend des moyens d'obturation provisoire desdits conduits.

La mise en œuvre de tels moyens d'obturation peut permettre d'isoler un ensemble de modules membranaires selon l'invention du reste d'une installation mettant en ouvre de tels ensembles, par exemple au cours d'opérations de maintenance, sans que le fonctionnement du reste de l'installation soit perturbé. Ceci permet donc de conserver un niveau de productivité élevé y compris lors d'opérations de maintenance.

Préférentiellement, lesdits moyens d'obturation provisoire sont des vannes d'isolement disposées à une extrémité de chacun desdits conduits.

L'invention porte également sur un module membranaire d'ultrafîltration ou de micro fïltration destiné à être mis en œuvre dans un ensemble de modules membranaires selon l'invention, et qui comprend des moyens d'adaptation de chaque embout supérieur et inférieur à au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps dudit module.

Il est ainsi possible de mettre en œuvre des corps de modules de différentes tailles dans un ensemble de modules membranaires selon l'invention.

Ainsi, lors d'opération de maintenance, un opérateur ou un technicien pourra remplacer un corps de module défectueux par un corps de module du commerce quelles que soient les caractéristiques dimensionnelles qu'il présente.

Les embouts inférieurs et supérieurs constituent des embouts universels dans la mesure où ils peuvent être mis en œuvre sur des corps de modules membranaires de dimensions différentes.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite caractéristique dimensionnelle est le diamètre dudit corps dudit module.

Dans ce cas, lesdits moyens d'adaptation comprennent avantageusement au moins une bague interposée entre chaque embout inférieur et supérieur et le corps dudit module membranaire, la ou lesdites bagues présentant un premier contour complémentaire du contour intérieur des embouts supérieur et inférieur, et un second contour complémentaire du contour extérieur du corps dudit module.

Il est ainsi possible d'adapter facilement le diamètre extérieur d'un corps de module membranaire au diamètre intérieur d'un embout selon l'invention. Ceci permet notamment d'élargir la gamme de corps de modules pouvant être mis en œuvre dans un ensemble de modules membranaires selon l'invention. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, ladite caractéristique dimensionnelle est la longueur desdits corps desdits modules.

Dans ce cas, lesdits moyens d'adaptation comprennent avantageusement des tiges filetées et des ridoirs reliant ledit embout supérieur audit embout inférieur et permettant de solidariser lesdits embouts sur lesdits corps et d'adapter la distance séparant les embouts inférieur et supérieur à la longueur dudit corps.

La mise en œuvre de telles tiges filetées et de ridoirs permet ainsi de pouvoir adapter facilement des corps de module de longueur variable dans des ensembles de modules membranaires selon l'invention.

L'invention porte également sur une construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles de modules membranaires d'ultrafîltration ou de microfîltration selon l'invention et qui comprend au moins un châssis supportant :

- lesdits ensembles de modules membranaires ;

- un collecteur inférieur ;

- deux collecteurs intermédiaires ; - deux collecteurs supérieurs, lesdits collecteurs étant positionnés essentiellement horizontalement, et présentant des prises ; et

- des éléments de connexion permettant de connecter au moins certaines desdites prises audits conduits desdits ensembles.

Avantageusement, ledit châssis comprend des échelles sensiblement verticales, reliées par des sommiers sensiblement horizontaux comprenant des poutres longitudinales et des traverses.

Ces traverses permettent de solidariser facilement lesdits ensembles de modules membranaires selon l'invention.

Préférentiellement, ledit châssis comprend deux desdits sommiers définissant un étage supérieur et un étage inférieur.

Chaque étage inférieur et supérieur peut ainsi être composé de plusieurs ensembles de modules membranaires de fîltration ou de microfîltration selon l'invention superposés les uns aux autres. Cette superposition permet d'augmenter la densité membranaire et donc la productivité de telles constructions. Avantageusement, une cale relie chaque premier piquage de chacun desdits embouts inférieur à l'un desdits sommiers.

Une telle cale peut avantageusement combler des variations de longueur des corps de module, et ainsi permettre de solidariser au châssis de corps de modules différents notamment sur le plan de la longueur.

Selon une caractéristique préférée, une construction selon l'invention comprend au moins deux desdits châssis montés en parallèle.

Plusieurs châssis supportant chacun plusieurs ensembles de modules membranaires selon l'invention peuvent donc être montés en série de façon à augmenter la capacité et la productivité de telles constructions.

Selon un aspect préféré de l'invention, une plateforme s'étend entre lesdits étages inférieur et supérieur.

La présence d'une telle plateforme peut faciliter l'accès aux éléments composant l'étage supérieur notamment lors d'opérations de maintenance. L'invention concerne également un procédé de maintenance d'une construction selon l'invention et qui comprend au moins les étapes consistant à :

- isoler au moins un desdits ensembles selon l'invention nécessitant une opération de maintenance ;

- déposer au moins un desdits modules membranaires selon l'invention dudit ensemble isolé ;

- déposer le corps dudit module membranaire déposé ;

- sélectionner un corps de module membranaire de substitution audit corps dudit module membranaire déposé parmi une gamme de corps de modules membranaires ; - adapter chacun desdits embouts dudit corps dudit module membranaire déposé audit corps de module de substitution sélectionné en fonction d'au moins une caractéristique dimensionnelle dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné ;

- solidariser lesdits embouts sur ledit corps de module membranaire de substitution sélectionné pour former un module de substitution ;

- mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction ;

- connecter ledit module de substitution auxdits conduits.

Un corps de module membranaire d'un ensemble selon l'invention peut donc être facilement déposé et remplacé par un corps d'un module membranaire du commerce, ce quelles que soient les caractéristiques dimensionnelles qu'il

présente, notamment en termes de diamètre et de longueur. Un ensemble de modules membranaires selon l'invention possède donc une grande modularité en termes d'accueil de corps de module membranaire.

Selon l'invention, seul d'ensemble auquel appartient le module devant être remplacé doit être isolé de reste de la construction. Ceci permet ainsi de maintenir un taux de productivité élevé y compris durant les opérations de maintenance.

Préférentiellement, ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts dudit corps dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation desdits embouts en fonction du diamètre dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.

L'adaptation des corps de modules membranaires en fonction de leur diamètre peut avantageusement se faire au moyen des bagues interposées entre les embouts et le corps.

Avantageusement, ladite étape consistant à adapter chacun desdits embouts dudit corps dudit module membranaire déposé comprend l'adaptation en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné.

L'adaptation des corps de modules membranaires en fonction de leur longueur peut avantageusement se faire en procédant au vissage ou au dévissage des ridoirs. Cette adaptation peut également se faire par une mise à longueur des cales reliant le premier piquage des embouts inférieurs au châssis, et par une mise à longueur des manchettes inférieures coudées.

Selon un autre aspect préféré de l'invention, ladite étape consistant à connecter ledit module de substitution audits conduits comprend l'ajustement de la longueur de ladite manchette inférieure.

Préférentiellement, ladite étape consistant à mettre en place ledit module de substitution dans ladite construction comprend la sélection et/ou l'adaptation en longueur desdites cales en fonction de la longueur dudit corps de module membranaire de substitution sélectionné. De telles cales peuvent par exemple préexister selon des longueurs

différentes, l'ajustement définitif pouvant être obtenu par une mise à longueur, par exemple par tronçonnage...

5. Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages de la technique proposée apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente un module membranaire d'ultrafîltration ou de microfîltration selon la technique présentée ici. - la figure 2 illustre une raquette ou ensemble comprenant plusieurs modules membranaires tel que représenté sur la figure 1 ; la figure 3 illustre une superposition de deux raquettes illustrées à la figure

2 ; la figure 4 représente un train de 128 modules membranaires selon la technique présentée ici ; la figure 5 illustre un châssis d'une construction destinée à accueillir une batterie d'ensembles de modules membranaires selon la technique présentée ici; la figure 6 illustre un châssis représenté à la figure 5 sur lequel sont agencés des collecteurs; la figure 7 représente une construction accueillant une batterie d'ensemble de modules membranaires selon la technique présentée ici ; la figure 8 détaille un mode de solidarisation d'un module membranaire à un châssis selon la technique présentée ici ; - la figure 9 est une représentation d'un atelier dans lequel est mis en place une installation comprenant plusieurs constructions telles que représentées à la figure 7 mises en parallèles ; la figure 10 illustre une construction d'ultrafîltration ou de microfîltration selon l'art antérieur.

6. Description d'un mode de réalisation de la technique présentée ici

6.1 Rappel du principe de la technique présentée ici

Le principe général de la technique présentée ici repose sur la mise en œuvre d'ensembles de modules membranaires d'ultrafîltration ou de microfîltration, dont les extrémités opposées des corps de modules sont pourvues d'embouts amovibles qui présentent des piquages de raccordement à des conduits.

Selon cette technique, les modules membranaires s'étendent parallèlement et verticalement dans un plan vertical, et les conduits s'étendent également dans ce plan vertical.

Cette approche permet donc de réduire l'espacement entre les modules et d'augmenter la productivité des installations de fîltration mettant en œuvre de tels ensembles de modules, du fait que la densité membranaire peut être considérablement augmentée pour une surface donnée d'occupation au sol de l'installation.

6.2 Module d'ultrafîltration ou de microfîltration

La figure 1 illustre un module d'ultrafîltration ou de microfîltration selon la technique présentée ici.

Un tel module d'ultrafîltration ou de microfîltration comprend un corps 10 allongé de section cylindrique. Ce corps 10 est creux de façon à pouvoir y loger une ou plusieurs membranes de fîltration (non représentées). La ou les membranes sont constituées de fibres creuses d'un diamètre permettant de laisser passer le liquide traité avec les impuretés à retenir qu'il contient présentant un diamètre supérieur au diamètre des pores des fibres creuses. Le pouvoir de coupure des membranes peut varier et est déterminé notamment par le diamètre de ces pores.

Les extrémités opposées du corps 10 sont pourvues d'un embout supérieur

11 et d'un embout inférieur 12. Les embouts supérieur 11 et inférieur 12 présentent un premier piquage 111, 121 qui s'étend le long de l'axe principal R du corps 10 et un deuxième piquage 112, 122 qui s'étend le long d'un axe formant un angle non nul avec l'axe principal R du corps 10. Les piquages 111, 112 et 122

sont débouchant, alors que le piquage 121 est borgne. En effet, comme il sera expliqué plus loin, ce piquage 121 constitue un élément de fixation du module à un châssis.

Un interconnecteur ouvert (non représenté), logé à l'intérieur de l'embout supérieur 11 , permet de raccorder le premier piquage 111 à un conduit, et un interconnecteur fermé (non représenté), logé à l'intérieur de l'embout inférieur 12 permet d'obturer le premier piquage 121.

Chacun des embouts supérieur 11 et inférieur 12 présente au moins trois pattes de fixation 113, 123, de préférence quatre, chacune traversée par un perçage.

Des bagues d'adaptation sont intercalées entre les embouts supérieur 11 et inférieur 12 et le corps 10 du module. Ces bagues présentent un profil intérieur de forme complémentaire au profil extérieur du corps 10, et un profil extérieur complémentaire du profil intérieur des embouts supérieur 11 et inférieur 12. On note qu'il existe plusieurs bagues présentant des dimensions différentes de façon à ce que les embouts supérieur 11 et inférieur 12 puissent être adaptés sur des corps 10 de modules du commerce qui présentent notamment des diamètres de valeur différente.

Les embouts supérieur 11 et inférieur 12 sont maintenus sur le corps 10 du module au moyens de tiges filetées supérieures 14 et inférieures 15. Chaque tige filetée 14, 15 présente une extrémité traversant une patte de fixation 113, 123 d'un embout sur laquelle est vissé un boulon 16 dont la taille est choisie de façon qu'il ne puisse pas passer à travers le perçage traversant les pattes de fixation 113, 123. Chaque tige filetée supérieure 14 est reliée à une tige filetée inférieure 15 au moyen d'un ridoir 17.

La mise en œuvre de tiges filetées et de ridoirs permet de solidariser les embouts supérieurs 11 et inférieur 12 à des corps de module qui présentent des longueurs différentes.

De part la mise en œuvre des bagues d'adaptation et de tiges filetées 14, 15 reliées par des ridoirs 17, les embouts supérieur 11 et inférieur 12 constituent

des embouts universels qui peuvent être adaptés et solidarisés facilement sur différents corps de modules du commerce pouvant présenter des caractéristiques dimensionnelles différentes, notamment en ce qui concerne leur diamètre et/ou leur longueur. 6.3 Ensemble élémentaire de modules d'ultrafïltration ou de microfiltration

La figure 2 illustre un ensemble élémentaire 20 de modules d'ultrafïltration ou de microfiltration selon cette technique. Un tel ensemble élémentaire 20 de modules est encore appelé « raquette ». Tel que cela est représenté, un tel ensemble élémentaire 20 se compose de quatre modules d'ultrafïltration ou de microfiltration qui s'étendent à la verticale et parallèlement les uns aux autres dans un plan P sensiblement vertical.

Les premiers piquages 111 des embouts supérieurs 11 sont reliés aux piquages 211 d'un conduit 21 à l'intérieur duquel circule de l'eau ultrafïltrée. Le raccordement hydraulique des piquages 111 avec les piquages 211 se fait au moyen de manchettes 24 présentant une hauteur fixe. Ces manchettes 24 sont réalisées en matière plastique et sont transparentes de façon à permettre la réalisation d'un test d'intégrité. Le maintien des manchettes 24 sur les piquages 111 peut par exemple se faire au moyen de colliers 25 qui sont préférentiellement réalisés dans un matériau plastique ou dans un matériau de type acier inoxydable.

Les deuxièmes piquages 112 des embouts supérieurs 11 sont reliés aux piquages 221 d'un conduit 22 à l'intérieur duquel circule un concentrât. Le raccordement hydraulique des piquages 112 avec les piquages 221 se fait au moyen de manchettes coudées 26 présentant une hauteur fixe et préférentiellement réalisées dans un matériau plastique ou composite. Dans un autre mode de réalisation, ces manchettes coudées pourraient également être réalisées en acier inoxydable. Ces manchettes 26 peuvent également être solidarisées aux piquages 221 et aux piquages 112 au moyen de colliers 25.

Les deuxièmes piquages 122 des embouts inférieurs 12 sont reliés aux piquages 231 d'un conduit 23 à l'intérieur duquel circule de l'eau brute, c'est-à-

dire de l'eau devant être purifiée. Le raccordement hydraulique des piquages 122 et des piquages 231 est réalisé au moyen de manchettes coudées 27 dont la hauteur peut être ajustée en fonction de la longueur du corps du module auquel elle est reliée. En effet, comme il sera expliqué par la suite, les conduits 21, 22 et 23 sont fixes. La distance qui les sépare est donc constante. Aussi, les corps de modules utilisés pouvant présenter des longueurs différentes, la mise en œuvre de telles manchettes 27 dont la longueur est variable permet d'adapter et de raccorder facilement ces modules de longueur différente au conduit 23.

Chacun des conduits 21, 22, 23 présente une extrémité débouchante destinée à être connectée à un collecteur et qui est munie de moyens d'obturation provisoire. Cette extrémité présente une partie formant un coude dont l'axe s'étend essentiellement dans le plan P. Dans le mode de réalisation décrit, les moyens d'obturation provisoire sont des vannes d'isolement dont la fonction sera expliquée plus en détail par la suite. Tel que cela apparaît, les conduits 21, 22 et 23 s'étendent sensiblement dans le plan P vertical des modules ce qui permet de réduire l'espace séparant les modules et donc d'augmenter le nombre de modules mis en œuvre dans une installation pour une surface au sol donnée.

6.4 Construction accueillant des ensembles élémentaires de modules d'ultrafîltration ou de microfiltration

On présente en relation avec les figures 3 à 9 un exemple de mode de réalisation d'une construction destinée à accueillir des ensembles élémentaires de modules d'ultrafiltration ou de microfiltration selon cette technique.

Dans une telle construction, deux raquettes (ou ensembles élémentaires de modules de filtration) inférieure 30 et supérieure 31, sont superposées, c'est-à-dire disposées l'une au-dessus de l'autre essentiellement dans le même plan vertical, et reliées entre-elles. à cet effet, les conduits 22 et 23 des raquettes supérieure 31 et inférieure 30 sont reliés entre eux. Une telle superposition de deux raquettes est facilitée grâce à la présence des parties formant un coude à l'extrémité des conduits, et peut par exemple présenter une hauteur de l'ordre de 7 mètres. Elle

permet d'augmenter la densité membranaire de la construction, et donc d'en augmenter la productivité, c'est-à-dire d'accroître le volume de liquide traité par unité de surface d'occupation au sol de la construction.

Tel que cela est représenté sur la figure 4, huit superpositions de deux raquettes sont réunies pour former un bloc 41 de 64 modules de fîltration. Deux blocs 41 de 64 modules de fîltration sont réunis pour former un train 42 de 128 modules de fîltration.

Dans une telle configuration, les modules de fîltration sont ainsi répartis en un étage supérieur 43 et un étage inférieur 44 comprenant chacun 64 modules. Le train 42 de modules de fîltration peut être installé dans un châssis 50

(cf. figure 7). Un tel châssis 50 est illustré sur la figue 5.

Le châssis 50 se compose de trois échelles verticales 51. Des éléments de structure formant des croisillons 54 peuvent être mis en œuvre de façon à renforcer la rigidité des échelles verticales 51, et donc celle du châssis 50. Les échelles verticales 51 sont reliées les unes aux autres au moyen de poutres longitudinales 52 qui s'étendent sensiblement à l'horizontale. Des traverses 53 s'étendent parallèlement les unes aux autres et joignent les poutres longitudinales 52 deux à deux. Ces traverses 53 forment des sommiers destinés à supporter les modules de fîltration, comme il sera expliqué plus en détail par la suite.

Comme cela apparaît sur la figure 6, le châssis 50 permet de supporter plusieurs collecteurs. Il permet notamment de supporter deux collecteurs 61 à l'intérieur desquels peut circuler l'eau ultrafîltrée, deux collecteurs 62 à l'intérieur desquels peut circuler l'eau brute, et un collecteur 63 à l'intérieur duquel peut circuler le concentrât.

Les collecteurs 61, 62, 63 peuvent avantageusement présenter un diamètre nominal de 250 millimètres. Ils sont placés au-dessus, entre et au-dessous des ensembles de modules. Ceci permet notamment de les rendre facilement accessibles en tout point de la construction.

Chacun des collecteurs 61, 62, 63 présente une succession de piquages auxquels sont respectivement reliés les conduits 21, 22, 23 de chaque raquette.

Tel que cela apparaît sur la figure 7, ce châssis 50 permet en outre de supporter les modules qui composent un train de 128 modules. Plus précisément, chaque module est relié à une traverse 53 du châssis par l'intermédiaire du premier piquage 121 borgne de son embout inférieur 12. La figure 8 illustre plus en détails le mode de solidarisation des modules au châssis. Une cale 80 est intercalée entre le piquage 121 et la traverse 53 du châssis. Cette cale 80 comprend un alésage (non représenté) à l'intérieur duquel vient s'inscrire le piquage borgne 121. La cale 80 est également munie de deux plats latéraux 81 qui permettent de faire coulisser le module le long de la traverse 53 et d'assurer le centrage du module sur le châssis 50. La hauteur de la cale 80 peut varier afin de compenser les variations de longueur du corps 10 du module mis en œuvre pouvant varier d'un corps à une autre. Chaque train 42 de 128 modules est relié aux réseaux d'eau brute 71, d'eau ultrafiltrée 72, d'eau de rétrolavage 73, de rejets de concentrats 74, et de nettoyage en place 75 au moyen de canalisations.

Une telle architecture est avantageuse en ce qu'elle permet aux étages supérieur 43 et inférieur 44 de fonctionner hydrauliquement en parallèle. Ainsi, une opération de rétrolavage des membranes peut être, si nécessaire, exécutée de façon indépendante et successivement sur chaque étage.

Par ailleurs, la mise en place de vannes d'isolement 28 à l'extrémité de chacun des conduits des raquettes permet d'isoler les raquettes les unes indépendamment des autres lors de certaines opérations de maintenance. Ainsi, s'il est nécessaire de remplacer un module de filtration, seule la raquette le contenant devra être isolée, et le reste du train pourra continuer à fonctionner normalement. Dans une telle situation, la perte de capacité de l'installation ne représentera qu'environ 3 % de la capacité totale de l'installation.

On présente en relation avec la figure 9 un atelier dans lequel cinq constructions de filtration 92 selon cette technique sont mises en série. Une

plateforme 91 est insérée entre les étages inférieur et supérieur de chaque installation, en dessous des collecteurs intermédiaires. Une telle plateforme 91 permet notamment de faciliter l'accès aux matériels de l'étage supérieur notamment au cours des opérations de maintenance. Elle permet en outre de renforcer le contreventement des châssis. 6.5 Procédé de maintenance

La technique présentée ici se rapporte également à un procédé de maintenance d'une installation d'ultrafîltration ou de micro fîltration consistant à remplacer au moins un module de fîltration. Un tel procédé comprend notamment une étape consistant à isoler du reste de l'installation au moins un ensemble de modules de fîltration ou raquette nécessitant le remplacement d'au moins un corps de module. Pour ce faire, les vannes d'isolement 28 située entre les conduits de la raquette concernée et les collecteurs correspondant peuvent être fermées. La mise en œuvre de raquettes selon la technique présentée ici est particulièrement avantageuse. En effet, leur architecture particulière, et la façon dont elles sont reliées aux différents collecteurs permet, lorsqu'une opération de maintenance est nécessaire sur un ou plusieurs modules composant une raquette, de n'isoler, c'est-à-dire de couper du reste de la construction, que cette raquette tout en laissant le reste de la construction fonctionner. Une telle architecture permet donc de conserver un niveau de productivité élevé y compris lors des opérations de maintenance.

Le module de la raquette dont le corps doit être remplacé est ensuite déposé. Pour cela, les manchettes reliant les embouts du module aux conduits doivent être déconnectées, puis le module doit être coulissé en dehors de l'installation.

Si le module devant être déposé se situe entre deux autres modules, le ou les modules précédents doivent également être déposés de la même façon.

Le corps du module retiré de l'installation est ensuite déposé. Pour cela, les ridoirs reliant les tiges filetées permettant de solidariser les embouts inférieur et supérieur au corps doivent être dévissés, puis les embouts retirés.

L'étape suivante consiste à choisir un corps de module de substitution au corps de module déposé parmi une gamme de modules disponibles existant sur le marché.

Il existe sur le marché une grande variété de corps de modules dont les caractéristiques dimensionnelles sont variables. Ceci est notamment le cas en ce qui concerne la valeur de leur diamètre et leur longueur. Or selon les circonstances, il est fréquent que les caractéristiques dimensionnelles des corps de modules disponibles sur le marché ne soient pas identiques à celles du corps de module devant être remplacé. Toutefois, comme il a été expliqué, les embouts mis en œuvre dans les raquettes selon la technique présentée ici sont universels et peuvent donc s'adapter sur des corps de module notamment de diamètre différent. à cet effet, le procédé de maintenance selon la technique présentée ici comprend notamment une étape consistant à adapter le corps de module de substitution sélectionné en fonction de certaines de ses caractéristiques dimensionnelles.

Ainsi, une bague d'adaptation est choisie parmi une gamme de bagues d'adaptation disponibles, en fonction du diamètre du corps de module de substitution sélectionné. La bague d'adaptation, dont le diamètre extérieur est complémentaire du diamètre intérieur des embouts, sera choisie de façon que son diamètre intérieur soit complémentaire de celui du corps de module de substitution choisi.

La bague choisie est ensuite intercalée entre chaque embout et le corps du module. Cette approche particulière selon la technique présentée ici permet ainsi d'adapter une très grande variété de corps de modules.

Les embouts sont ensuite solidarisés au corps au moyen des tiges filetées qui sont serrées au moyen des ridoirs. La mise en œuvre de telles tiges filetées et de ridoirs afin de solidariser les embouts au corps est particulièrement avantageuse du fait qu'elle permet de compenser simplement et efficacement les

variations de longueur entre le corps de module déposé et le corps de module de substitution sélectionné. Cet aspect renforce encore le caractère universel des embouts.

Une cale permettant de relier l'embout inférieur au châssis est ensuite sélectionné ou ajustée en longueur afin de compenser la différence de longueur susceptible d'exister entre le corps de module remplacé et le corps de substitution. La cale pourra être choisie parmi une gamme de cale étalon. Selon une variante, la longueur de la cale pourra être ajustée, par exemple par un opérateur, afin de compenser les variations de longueur des corps. Une manchette de raccordement de l'embout inférieur au conduit est également choisie parmi une gamme de manchette en fonction de la longueur du corps de substitution. Selon une variante, la longueur des manchettes de raccordement de l'embout inférieur pourra être ajustée par un opérateur.

Le fait d'adapter la longueur des cales et la longueur des manchettes permettant de raccorder l'embout inférieur, permet d'adapter facilement des corps de module de substitution de longueur variable, et en particulier de pouvoir raccorder un module entre des conduits dont l'espacement est constant quelque soit la longueur du corps qu'il met en œuvre et sans nécessiter de transformation de la construction dans laquelle il prend place. Le module est ensuite inséré dans l'installation et ses manchettes sont raccordées aux conduits.

Les vannes d'isolement peuvent ensuite être rouvertes. La construction peut alors de nouveau fonctionner au maximum de ses capacités.