Procédé et dispositif de traitement d'une eau condensée à partir de vapeur d'eau contenue dans l'air, procédé et système de génération d'eau potable associés.

1. Domaine de l'invention

Le domaine de l'invention est celui du traitement de l'eau obtenue par condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air, afin notamment de la rendre potable, et propre à la consommation. Dans l'un de ses aspects, l'invention concerne un système et un procédé de génération d'eau potable à partir de l'air atmosphérique, encore appelé D-AWG (pour l'anglais "Drink-Atmospheric Water

Generator").

Le traitement de l'eau proposé par la présente invention s'applique à tous types de générateurs d'eau atmosphérique, qu'il s'agisse de petits générateurs produisant 10 à 30 litres d'eau par jour environ, ou de dispositifs plus importants, pouvant produire plus de 50000 litres, voire plusieurs centaines de milliers de litres, quotidiennement.

Le traitement de l'eau proposé par la présente invention s'applique à tout type d'eau condensée résultant d'une condensation de vapeur d'eau contenue dans l'air, que celle-ci soit issue :

- d'une condensation par des moyens de condensation d'origine humaine : cette eau condensée pouvant par exemple résulter du fonctionnement d'un système de climatisation d'un local, d'une unité d'habitation ou d'un bâtiment ;

ou bien

- d'une condensation par des moyens de condensation d'origine naturelle,: cette eau condensée pouvant être formée de rosée, de givre, de verglas, de grêle, de neige, de brouillard ou d'eau de pluie.

Selon un aspect particulier de l'invention la pluie forme de l'eau condensée qui peut être considérée comme de l'eau atmosphérique pouvant être traitée par le dispositif et les systèmes décrits dans le présent texte, et/ selon le procédé de traitement selon l'invention.

2. Art antérieur et ses inconvénients

L'eau est une ressource naturelle dont la consommation mondiale croît rapidement, entraînant des risques de pénurie accrus pour les années à venir. La gestion de l'eau est donc devenue une priorité à l'échelle planétaire.

Les générateurs d'eau potable atmosphériques, ou D-AWG, qui permettent de produire de l'eau à partir de l'air atmosphérique, constituent, dans ce contexte, une alternative complémentaire intéressante au système de production d'eau potable existant, qui repose sur l'extraction et le traitement de l'eau douce contenue dans les rivières ou les nappes phréatiques, ou encore sur le dessalement de l'eau de mer. En effet, cette technologie, qui s'inscrit dans un contexte de développement durable, permet notamment d'apporter de l'eau potable dans les zones qui en sont dépourvues. Un tel générateur d'eau potable atmosphérique est décrit notamment par Rolande V. W., 2001, dans "Atmospheric water vapour processor designs for potable water production: a review", Pergamon, Wat. Res. Vol. 35, No. 1, pp. 1-22.

De nombreux travaux de recherche et développement sont donc en cours, pour permettre d'offrir au public des dispositifs de génération d'eau, à partir de la vapeur d'eau contenue dans l'air atmosphérique, qui produisent une eau potable de qualité, c'est-à-dire conforme aux exigences légales et normatives de qualité des eaux destinées à la consommation humaine.

De tels dispositifs, dits "cooling surface", transforment la vapeur d'eau, présente sous forme gazeuse ou liquide dans l'air, en eau liquide, par condensation sur une surface froide, lorsque cette eau atteint son point de rosée. Ils comprennent classiquement un groupe frigorifique à effet thermodynamique, constitué d'un évaporateur, sur lequel l'eau vient se condenser, d'un compresseur, d'un condenseur, et d'un détendeur. Après condensation de l'eau sur les tubes refroidis de l'évaporateur, l'eau coule par gravité pour être recueillie. Un tel dispositif de génération d'eau est par exemple décrit dans les documents de brevet WO2011063199, US5203989, US7373787,

WO2012123849, WO2012162545, US7886557, ou encore WO 2011117841.

Il existe également d'autres dispositifs qui permettent de condenser la vapeur d'eau en eau, qui reposent notamment sur l'utilisation de gel de silice, tel que décrit notamment par Rolande V. W., 2001, dans "Atmospheric water vapour processor designs for potable water production: a review", Pergamon, Wat. Res. Vol. 35, No. 1, pp. 1-22.

Différents traitements de l'air et de l'eau peuvent en outre être prévus dans ces dispositifs, afin d'accroître la qualité de l'eau.

Il est cependant important de noter que, contrairement à l'eau provenant des rivières ou des nappes phréatiques par exemple, l'eau contenue dans l'air ne contient que très peu de minéraux. L'eau produite par de tels dispositifs de génération d'eau atmosphérique est donc très peu minéralisée, ce qui pose différents problèmes.

Tout d'abord, cette eau présente un pH faible, est très peu conductrice, et n'est pas à l'équilibre calco-carbonique. Elle peut donc s'avérer agressive vis-à-vis des calcaires, bétons et ciments, ou corrosive vis-à-vis des métaux. Ceci pose donc problème lorsque l'eau produite par le générateur d'eau atmosphérique est utilisée pour alimenter des canalisations des habitations ou des installations industrielles (voir notamment les directives sur la qualité de l'eau potable éditées par l'Organisation Mondiale de la Santé, 4 ^ème édition, WHO Library Cataloguing-in-Publication Data. ISBN 978 924 154815

1)·

En outre, cette eau trop douce ne présente pas un pouvoir tampon suffisant pour éviter les variations brutales de pH. Enfin, la consommation quotidienne d'une eau trop faiblement minéralisée est néfaste pour la santé : en effet, l'Organisation Mondiale de la Santé a établi que consommer et cuisiner à partir d'eau contenant certaines quantités seuils de calcium et de magnésium permettait notamment de réduire les risques de certaines maladies, telles que les pathologies cardiovasculaires par exemple (« Nutrient minerais in drinking waterand the potential health conséquences oflong-term consumption of demineralized and remineralized and altered minerai content drinking waters », 2004).

Afin de pallier ces différents inconvénients, certains générateurs d'eau atmosphérique tentent de reminéraliser l'eau condensée, en la faisant passer sur une cartouche remplie de roche de carbonate alcalino-terreux du type carbonate de calcium (CaCOa), pouvant également contenir du carbonate de magnésium (MgCOa). Cette roche est en outre souvent mélangée à du calcaire calciné, i.e. à des oxydes alcalino-terreux de type CaO ou MgO. De telles solutions sont notamment décrites dans les documents de brevets US 8302412, US 7886557, WO 2011117841 ou US 7373787.

Cependant, cette technique ne permet généralement pas de produire une eau correctement et suffisamment reminéralisée pour atteindre les références de qualité régies par les exigences légales et normatives en matière d'eau destinée à la consommation humaine.

En effet, l'eau produite à partir de la vapeur d'eau de l'air par de tels générateurs d'eau atmosphérique ne contient généralement pas assez de dioxyde de carbone agressif pour permettre de dissoudre suffisamment de roche de carbonate alcalino-terreux, et donc accroître suffisamment le taux en minéraux de l'eau. On rappelle que le dioxyde de carbone agressif est défini comme la différence entre le CO2 libre présent dans l'eau et le CO2 à l'équilibre, i.e. le CO2 permettant d'obtenir une eau à l'équilibre, dont le pH est égal à son pH de saturation, pH au-delà duquel il est observé une précipitation des ions calcium et bicarbonate sous forme de carbonate de calcium.

En outre, les oxydes alcalino-terreux confèrent à l'eau une très forte alcalinité au début de leur dissolution, laquelle décroît ensuite progressivement. Leur dissolution ne s'arrête par ailleurs pas au pH de saturation et ces oxydes continuent de se solubiliser. Il est donc fréquent, dans les générateurs d'eau atmosphérique existants, d'observer, dans l'eau produite, un dépassement des valeurs de référence de qualité, notamment dans les générateurs d'eau dans lesquels le réacteur de reminéralisation est intégré dans un circuit de recirculation périodique de l'eau.

En conséquence, aucun des générateurs d'eau atmosphérique connus n'opère une reminéralisation contrôlée de l'eau, dans laquelle la concentration en minéraux de l'eau produite et les valeurs des paramètres physico-chimiques associés sont conformes aux références de qualité réglementaires, i.e. suffisante mais inférieure à la limite supérieure préconisée.

Par ailleurs, il existe également certains systèmes permettant de condenser la vapeur d'eau atmosphérique, mais qui ne sont pas conçus, a priori, pour générer de l'eau potable. Ainsi, les systèmes de climatisation des bâtiments (maisons, immeubles, bureaux...), dont la fonction est de refroidir l'air ambiant des bâtiments dans lesquels ils sont installés, génèrent de l'eau condensée, qui n'est malheureusement pas valorisée, et le plus souvent jetée. Il n'a pas été envisagé, à ce jour, de valoriser cette eau condensée, en vue notamment de la transformer en eau propre à la consommation humaine.

Il existe donc un besoin d'une technique de traitement d'eau atmosphérique permettant de pallier ces différents inconvénients.

Notamment, il existe un besoin d'une telle technique de traitement d'eau atmosphérique qui permette de produire une eau potable de qualité en termes de teneur en minéraux, et qui soit notamment conforme aux exigences légales et normatives relatives à la qualité de l'eau destinée à la consommation humaine. ll existe également un besoin d'une telle technique qui permette de produire une eau potable dans laquelle la quantité de minéraux puisse être ajustée en fonction des besoins du consommateur.

L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique de génération d'eau à partir de l'air atmosphérique qui permette de produire une eau potable de bonne qualité, et notamment sensiblement dépourvue de polluants ou de micro-organismes.

L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique permettant de récupérer l'eau condensée par une climatisation d'un bâtiment dans le but de la rendre potable afin qu'elle puisse par la suite être distribuée à travers le réseau de canalisation du bâtiment, et lui garantir une certaine autonomie. L'invention a également pour objectif de fournir un dispositif de traitement d'eau atmosphérique mettant en œuvre une telle technique, qui soit relativement peu coûteux, mais également d'utilisation simple et ergonomique.

L'invention a encore pour objectif de proposer un tel dispositif qui soit économe en énergie, permette de produire une eau peu onéreuse, et présente un rendement de production d'eau élevé, quelles que soient les conditions ambiantes. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel dispositif qui soit simple et pratique d'entretien.

3. Exposé de l'invention

L'invention répond à ce besoin en proposant un dispositif de traitement d'une eau condensée à partir de vapeur d'eau contenue dans l'air, qui comprend des moyens d'ajout de minéraux à ladite eau condensée par contact de ladite eau condensée avec un réacteur de reminéralisation contenant au moins une roche alcalino-terreuse,

lesdits moyens d'ajout de minéraux comprenant également :

des moyens de contrôle d'un temps de contact de ladite eau condensée avec ledit réacteur de reminéralisation, en fonction d'une quantité prédéterminée de minéraux à ajouter ;

des moyens de calcul d'une quantité de dioxyde de carbone à injecter dans ladite eau condensée, en fonction de ladite quantité prédéterminée de minéraux à ajouter ; des moyens d'injection dans ladite eau condensée de ladite quantité de dioxyde de carbone calculée ;

lesdits moyens d'ajout de minéraux produisant une eau reminéralisée.

Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de la reminéralisation de l'eau obtenue par condensation de vapeur d'eau atmosphérique, en vue notamment de la rendre potable.

En effet, l'invention propose tout d'abord d'injecter du dioxyde de carbone dans l'eau recueillie par condensation, afin d'accroître la quantité de CO ₂ agressif présent dans l'eau, et ainsi permettre une meilleure dissolution des carbonates alcalino-terreux. En outre, l'invention propose de contrôler et maîtriser ce processus de reminéralisation, en calculant tout d'abord la quantité de dioxyde de carbone qu'il convient d'injecter, mais également le temps de contact nécessaire et suffisant entre l'eau et la roche alcalino-terreuse, pour atteindre un taux de reminéralisation prédéterminé de l'eau recueillie par condensation.

Ainsi, avec la connaissance et le contrôle de ce temps de contact minimal, on évite avantageusement les problèmes de dissolution insuffisante des roches, qui empêchent d'atteindre les valeurs seuils de minéraux et des paramètres physico-chimiques associés préconisées par les textes légaux et normatifs relatifs à la qualité de l'eau destinée à la consommation humaine. On s'affranchit également des problèmes de dépassement des valeurs limites autorisées, en cas de temps de contact trop élevé entre l'eau et le réacteur. En effet, grâce à l'invention, la réaction de dissolution de la roche cesse lorsque la quasi-totalité du CO ₂ agressif a été consommé : de ce fait, la réaction s'arrête autour du pH de saturation, et permet d'atteindre les valeurs de dureté et d'alcalinité souhaitées.

Selon une première caractéristique préférentielle de l'invention, lesdits moyens de contrôle sont aptes à contrôler l'un au moins des paramètres suivants :

un débit de ladite eau condensée dans ledit réacteur de reminéralisation ;

- une concentration dudit dioxyde de carbone à injecter ;

un débit d'injection dudit dioxyde de carbone ;

une pression dudit dioxyde de carbone à injecter.

Ainsi, en ajustant le débit et la concentration de CO ₂ et le débit d'eau dans le réacteur de reminéralisation, on obtient le temps de contact nécessaire entre l'eau et la roche pour dissoudre la quantité de minéraux désirée. Il est par ailleurs important d'avoir une pression de CO ₂ suffisante par rapport à la pression de l'eau, pour assurer une bonne injection. En outre, une variation de la température de CO ₂ change la densité du CO ₂ à une pression donnée, ce qui modifie sa concentration.

Selon un aspect particulier et préférentiel de l'invention, un tel dispositif comprend des moyens de sélection par un utilisateur de ladite quantité prédéterminée de minéraux à ajouter à ladite eau condensée. Ainsi, le consommateur peut choisir le taux de minéraux qu'il souhaite obtenir pour l'eau potable générée par le dispositif de génération d'eau atmosphérique de l'invention, par exemple au moyen d'une interface ergonomique de type écran tactile. Les moyens de calcul du dispositif (par exemple un microcontrôleur) ajustent automatiquement la quantité de dioxyde de carbone à injecter et le temps de contact nécessaire entre l'eau et le réacteur, en fonction de la teneur en minéraux souhaitée par le consommateur.

Le générateur d'eau potable atmosphérique de l'invention peut ainsi produire différentes eaux potables, plus ou moins reminéralisées, adaptées aux besoins et aux modes de consommation des utilisateurs.

Selon un aspect particulier de l'invention, le procédé de reminéralisation peut être complété par l'injection ou l'utilisation d'un ou plusieurs réactifs appartenant à la liste suivante : hydroxyde de sodium/soude caustique (NaOH), carbonate de sodium (Na2CÛ3), bicarbonate de sodium (NaHCOa), chaux vive/oxyde de calcium (CaO), chaux éteinte/ Hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), chlorure de calcium (CaC ), magnésie dolomie (CaCÛ3 + MgO), hydroxyde - oxyde de magnésium (Mg(OH)2 - MgO), sulfate de calcium (CaS04), chlorure de sodium (NaCI), acide sulfurique (H2SO4), acide chlorhydrique

(HCI), chlorure de potassium (KCI), etc. Dans ce cas, le dispositif de traitement comporte en outre des moyens d'ajout d'un ou de plusieurs réactifs parmi la liste précitée.

Selon un autre aspect préférentiel de l'invention, lesdits moyens de traitement de ladite eau condensée comprennent des moyens de déionisation de ladite eau condensée, produisant une eau déionisée. Par « eau déionisée », on entend ici et dans l'ensemble du document une eau en partie ou totalement déionisée des ions contenue dans l'eau condensée brute de départ.

On notera que ces moyens de déionisation peuvent être mis en œuvre indépendamment des moyens d'ajout de minéraux décrits ci-dessus, de sorte que l'invention concerne également un dispositif de génération d'eau potable atmosphérique qui comprend des moyens de déionisation mais ne comprend pas de moyens d'ajout de minéraux tels que décrits ci-avant.

De tels moyens de déionisation permettent avantageusement de retirer de l'eau recueillie par condensation une partie ou la plupart des composés et polluants présents dans l'eau sous forme ionique. En effet, les polluants présents dans l'air atmosphérique peuvent, du fait de leurs propriétés physico-chimiques, se retrouver dans l'eau produite par condensation dans le dispositif de l'invention. De tels polluants peuvent être des polluants organiques, des polluants inorganiques tels que des métaux lourds ou certains ions indésirables, ou encore des micro-organismes de type virus, bactéries, spores...

Selon les modes de réalisation de l'invention, lesdits moyens de déionisation de ladite eau condensée comprennent au moins certains des moyens appartenant au groupe comprenant :

- un module de résine échangeuse d'ions ; une roche aluminosilicate de type Zéolite ;

des moyens de déionisation, en particulier des moyens de déionisation électrique et/ou électrochimique tels que électrodéionisation (EDI), électrodialyse (EDR ), déionisation capacitive (« capacitive deionization » ou CDI), déionisation capacitive par membrane ( « membrane capacitive deionization » ou M-CDI)) ;

une membrane d'osmose inverse ;

une membrane de nanofiltration.

Selon un autre aspect préférentiel de l'invention, lesdits moyens de traitement comprennent également des moyens de filtrage de ladite eau condensée et/ou de ladite eau déionisée mettant en œuvre au moins l'un des éléments appartenant au groupe comprenant :

un filtre particulaire (filtre cartouche, membrane de microfiltration, sable);

un filtre à charbon actif ;

une membrane d'ultrafiltration ;

un contacteur membranaire ou une membrane de filtration gazeuse.

De tels moyens de filtrage peuvent ainsi être disposés directement après l'évaporateur, de façon à filtrer l'eau condensée, ou après les moyens de déionisation, de façon à filtrer l'eau déionisée. Ils viennent avantageusement compléter les moyens de déionisation, et permettent de retirer de l'eau certaines particules ou composants indésirables, pour accroître la qualité de l'eau potable produite. Ils peuvent également être disposés après le réacteur de réminéralisation pour filtrer l'eau reminéralisée. L'étape de filtration sur du charbon actif permet avantageusement d'extraire de l'eau condensée une bonne partie des polluants organiques.

Selon une autre caractéristique particulière et préférentielle de l'invention, un tel dispositif comprend également un système de dégazage tel qu'un dispositif de Stripping, ou contacteur membranaire ou autre système apte à retirer de l'eau au moins un Composé Organique Volatile (COV), gaz indésirable ou CO ₂ .

Selon une autre caractéristique particulière et préférentielle de l'invention, lesdits moyens d'ajout de minéraux sont disposés en aval desdits moyens de déionisation, de sorte que lesdits minéraux sont ajoutés à ladite eau déionisée pour produire ladite eau reminéralisée.

Ainsi, l'invention permet avantageusement de reminéraliser une eau faiblement ionisée, obtenue à partir de la vapeur d'eau contenue dans l'air. Le dispositif de l'invention permet ainsi d'extraire de l'eau condensée (filtrée ou non) les ions néfastes (polluants), puis d'ajouter dans l'eau ainsi déionisée les minéraux nécessaires à une eau potable de bonne qualité.

Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, lorsqu'aucun moyen de déionisation n'est mis en œuvre, lesdits moyens d'ajout de minéraux sont préférentiellement disposés en aval desdits moyens de filtrations. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, un tel dispositif comprend deux circuits de circulation d'eau dissociés, à savoir :

un premier circuit de circulation d'eau comprenant un réservoir de récupération de ladite eau condensée, lesdits moyens de déionisation de ladite eau condensée et des premiers moyens de désinfection de l'eau, par exemple par rayonnement ultraviolet ;

un second circuit de circulation d'eau comprenant lesdits moyens d'ajout de minéraux, un réservoir de stockage de ladite eau reminéralisée et des seconds moyens de désinfection de ladite eau reminéralisée, par exemple par rayonnement ultraviolet.

Les moyens de filtrage peuvent être intégrés au premier circuit de circulation d'eau, et/ou au second circuit de circulation d'eau, ou être distribués entre les deux circuits de circulation d'eau.

En d'autres termes, contrairement aux AWG de l'art antérieur, qui fonctionnent en circuit fermé mais avec un circuit de circulation d'eau unique, le générateur d'eau atmosphérique de l'invention comprend deux circuits de reflux distincts :

le premier est un circuit fermé comprenant les moyens de déionisation de l'eau condensée (éventuellement filtrée) ;

le second est un circuit fermé comprenant les moyens de reminéralisation de l'eau

(éventuellement filtrée).

De tels circuits de reflux permettent avantageusement de faire circuler l'eau à travers le générateur d'eau potable atmosphérique, afin d'éviter une stagnation de l'eau qui favoriserait un développement bactérien et un possible développement de biofilm. La mise en œuvre de deux circuits de circulation d'eau distincts permet avantageusement de séparer l'eau déionisée de l'eau reminéralisée, et donc de pouvoir proposer, dans un même générateur d'eau atmosphérique, des moyens de déionisation d'une part, et des moyens de reminéralisation d'autre part, que l'on peut faire fonctionner conjointement de façon économique. On comprend bien en effet qu'un circuit de circulation d'eau unique comprenant des moyens de déionisation d'une part et des moyens d'ajout de minéraux d'autre part serait de fonctionnement peu rationnel et à tout le moins peu économique, puisque à chaque circulation de l'eau dans le circuit de reflux unique, on procéderait au retrait d'ions de l'eau, directement suivi de l'ajout d'ions bénéfiques à l'eau.

Selon un aspect particulier et préférentiel de l'invention, un tel dispositif comprend alors des moyens d'activation périodique de la circulation de l'eau dans chacun desdits premier et second circuits.

Selon un aspect particulier et préférentiel de l'invention, un tel dispositif comprend également des moyens d'oxydation partielle ou totale d'au moins un composé chimique présent dans ladite eau condensée et/ou dans ladite eau filtrée et/ou dans ladite eau déionisée et/ou dans ladite eau reminéralisée. De tels moyens d'oxydation partielle ou totale appartiennent au groupe comprenant :

des moyens d'oxydation par chloration ;

des moyens d'oxydation par action de dioxyde de chlore ;

des moyens d'oxydation par action d'ozone;

- des moyens d'oxydation par rayonnement ultraviolet (par exemple sous l'action d'une lampe ultraviolet présentant une longueur d'onde de l'ordre de 185 nm)

des moyens de mise en œuvre d'un procédé d'oxydation avancé (AOP « Advanced Oxidation Processes »).

De tels moyens d'oxydation chimique permettent d'oxyder des composés organiques et ou inorganiques présent dans l'eau.

Selon un mode de réalisation, un tel dispositif comprend également des moyens de désinfection de ladite eau condensée et/ou de ladite eau filtrée et/ou de ladite eau déionisée et/ou de ladite eau reminéralisée mettant en œuvre au moins l'un des éléments appartenant au groupe comprenant :

- une lampe à ultraviolet ;

du Chlore ;

du Dioxyde de chlore ;

de l'Ozone.

Selon un mode de réalisation, de tels moyens de désinfection comprennent au moins un désinfectant rémanent apte à assurer dans le temps la qualité de l'eau au niveau microbiologique lors de la distribution de cette eau dans un réseau de canalisation.

Les moyens de désinfection et d'oxydation totale ou partielle peuvent bien sûr être combinés, de façon que l'oxydation et la désinfection soient réalisées conjointement (et notamment au cours d'une même étape).

L'invention concerne également un procédé de traitement d'une eau condensée à partir de vapeur d'eau contenue dans l'air, qui comprend une étape d'ajout de minéraux à ladite eau condensée par contact de ladite eau condensée avec un réacteur de reminéralisation contenant au moins une roche alcalino-terreuse. Une telle étape d'ajout de minéraux met en œuvre des sous-étapes de: contrôle d'un temps de contact de ladite eau condensée avec ledit réacteur de reminéralisation, en fonction d'une quantité prédéterminée de minéraux à ajouter ;

calcul d'une quantité de dioxyde de carbone à injecter dans ladite eau condensée, en fonction de ladite quantité prédéterminée de minéraux à ajouter ;

injection dans ladite eau condensée de ladite quantité de dioxyde de carbone calculée ; ladite étape d'ajout de minéraux à ladite eau condensée produisant une eau reminéralisée. Selon un mode de réalisation du procédé de traitement selon l'invention, ladite étape d'ajout de minéraux met en œuvre en outre une sous-étape de calcul du temps de contact minimal pour atteindre un taux de reminéralisation prédéterminé de l'eau recueillie par condensation. Ainsi, par les moyens de contrôle du temps de contact, on peut également vérifier que ce temps de contact minimal entre l'eau et la roche alcalino-terreuse est atteint.

Toutes les caractéristiques et avantages listés et décrits ci-avant en relation avec le dispositif de traitement d'eau condensée s'appliquent également au procédé de traitement d'eau condensée selon l'invention.

L'invention concerne encore un système de génération d'eau potable à partir d'air atmosphérique, comprenant des moyens de condensation d'une vapeur d'eau contenue dans l'air, aptes à produire une eau condensée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de traitement de ladite eau condensée tel que décrit précédemment.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, un tel système comprend des moyens de traitement de l'air atmosphérique disposés en amont desdits moyens de condensation.

En traitant l'air avant condensation de la vapeur d'eau, on évite ainsi la présence de certains polluants dans l'eau condensée. Or, certains composés sont très difficiles à filtrer après dissolution dans l'eau, il est donc particulièrement avantageux de les filtrer au préalable.

De façon avantageuse, de tels moyens de traitement de l'air atmosphérique comprennent au moins certains des moyens appartenant au groupe comprenant :

- un pré-filtre à air apte à retirer des particules grossières contenues dans l'air atmosphérique ; un filtre à air particulaire apte à retirer des particules fines contenues dans l'air atmosphérique ;

un filtre à air photocatalytique ;

une désinfection par rayons UV ultraviolet.

Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, un tel système comprend au moins un capteur délivrant une information sur la qualité de l'air atmosphérique, et des moyens d'arrêt dudit système de génération d'eau potable lorsque ladite information sur la qualité de l'air est inférieure à un seuil prédéterminée.

Selon un aspect particulier de l'invention, un tel système permet de récupérer et traiter l'eau condensée par un appareillage extérieur au système. Notamment, dans un mode de réalisation, les moyens de condensation d'une vapeur d'eau contenue dans l'air font partie d'un dispositif de climatisation de tout ou partie d'un bâtiment.

En effet, le système de traitement d'eau décrit dans l'invention peut par exemple être connecté à un groupe de froid extérieur qui assure la climatisation d'un bâtiment dans le but de produire de l'eau potable avec l'eau naturellement condensée lors du processus de refroidissement de l'air. Selon un mode de réalisation, l'eau produite selon l'invention possède les caractéristiques nécessaires pour être distribuée à travers le réseau de canalisations du bâtiment.

Selon un aspect particulier de l'invention, un tel système est placé en amont d'une unité d'embouteillage ou bien d'un réseau de distribution d'eau potable. L'invention concerne encore un système de traitement d'eau à partir d'eau condensée issu de la condensation naturelle, comme par exemple la rosée.

4. Liste des figures

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront pl us clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :

la figure 1 présente, sous forme schématique, un mode de réalisation d'un générateur d'eau atmosphérique comprenant un dispositif de traitement de l'eau selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

la figure 2 illustre, sous forme synoptique, les circuits de circulation d'eau du générateur d'eau atmosphérique de la figure 1

la figure 3 montre sous forme de diagramme P&ID (schéma tuyauterie et instrumentation) d'un dispositif de traitement de l'eau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 4 illustre un procédé de traitement d'une eau condensée mettant en œuvre le dispositif de la figure 3, avec de possibles variantes, et

- les figures 5 et 6 illustrent d'autres procédés de traitement d'une eau condensée selon l'invention.

5. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention

Le principe général de l'invention repose sur une reminéralisation maîtrisée et contrôlée de l'eau produite à partir de la vapeur d'eau contenue dans l'air.

Dans la suite de ce document, on présente, en relation avec les figures 1 et 2, la technique de traitement de l'eau condensée de l'invention dans le contexte applicatif particulier d'un générateur d'eau potable atmosphérique. Les moyens spécifiques de traitement de l'eau décrits ci-après pour les figures 1 et 2 peuvent bien sur être mis en œuvre indépendamment des moyens de condensation de la vapeur d'eau, ou, à titre de variante (cas des figures 1 et 2), intégrés avec ces moyens de condensation de la vapeur d'eau dans un système de génération d'eau potable atmosphérique. On s'attache donc dans la suite à décrire plus particulièrement cette seconde variante.

On présente, en relation avec les figures 1 et 2, un mode de réalisation d'un générateur d'eau potable atmosphérique selon l'invention. Un tel appareil permet de générer de l'eau potable à partir de la vapeur d'eau contenue dans l'air. Comme illustré de manière synthétique en figure 2 sous forme de blocs fonctionnels, un tel appareil comprend :

un module fonctionnel 100 (optionnel) de filtration de l'air ambiant ; un module fonctionnel 101 de condensation de la vapeur d'eau contenue dans cet air ambiant.

En outre, l'eau ainsi condensée subit un traitement en circuit fermé, comprenant, dans ce premier mode de réalisation, un traitement de l'eau 102, mettant notamment en œuvre un traitement de déionisation, et un traitement de reminéralisation 103. Ces deux systèmes de traitement référencés 102 et 103 sont chacun intégrés dans un circuit de reflux distinct, à savoir le circuit de recirculation comprenant les voies de circulation d'eau référencées A et C pour le traitement de l'eau 102, et le circuit de recirculation comprenant les voies de circulation d'eau référencées B, G et D pour le traitement de reminéralisation 103.

On notera qu'en variante, le générateur d'eau potable atmosphérique de l'invention peut mettre en œuvre uniquement le traitement de reminéralisation 103, en circuit fermé, sans traitement de déionisation. De manière alternative, le générateur d'eau atmosphérique de l'invention peut également mettre en œuvre uniquement le traitement de l'eau 102, en circuit fermé, sans traitement de reminéralisation.

Comme on le verra plus en détail par la suite en relation avec la figure 1, le traitement de l'eau 102 permet de filtrer la majorité des composés organiques et inorganiques présents sous forme de polluants dans l'eau issue du module fonctionnel 101 de condensation, et de détruire 99% des microorganismes. Le traitement de reminéralisation 103 permet quant à lui un ajout en ions calcium, magnésium et hydrogénocarbonate/carbonate efficace et contrôlé, et une désinfection de 99,99% des micro-organismes. Dans une variante de réalisation sans traitement de l'eau 102, cette reminéralisation 103 peut s'opérer directement sur l'eau issue du module 101 de condensation, ou stockée dans le réservoir de récupération 35.

Ces différents modules fonctionnels vont désormais être décrits plus en détails dans un mode de réalisation particulier illustré en figure 1.

Le générateur d'eau atmosphérique de l'invention comprend un certain nombre de composants électriques ou électroniques, qui sont identifiés, sur la figure 1, par un astérisque apposé à la référence numérique qui les désigne.

Un microcontrôleur, qui n'a pas été représenté sur la figure 1, pilote tous ces composants. Il est relié, par exemple, à une interface avec écran tactile (non représentée), qui permet à l'utilisateur d'observer le fonctionnement du dispositif de génération d'eau potable atmosphérique, et d'interagir avec ce dernier. Notamment, cette interface peut permettre à l'utilisateur de sélectionner différents modes de fonctionnement de l'appareil. 5.1 Filtration de l'air

On présente désormais plus en détail, en relation avec la figure 1, le module fonctionnel 100 de filtration de l'air ambiant. Un tel module est optionnel, mais est présenté ci-dessous dans le cadre d'un mode de réalisation particulier de l'invention.

La plupart des AWG de l'art antérieur, qui sont le plus souvent des appareils domestiques

(utilisés en atmosphère intérieure), réalisent un filtrage de l'air atmosphérique au moyen d'un préfiltre particulaire, qui ne permet de retenir et d'extraire que les plus grosses particules contenues dans l'air.

Or, certains polluants organiques volatiles (COV pour « Composés Organiques Volatiles ») peuvent voir leur concentration multipliée par 5 ou 10, voire 100, dans certaines atmosphères intérieures, dans lesquelles ils sont présents en permanence. S'ils sont solubilisés dans l'eau, certains de ces polluants passent ensuite toutes les barrières de filtration de l'eau classiques.

Le générateur d'eau atmosphérique de l'invention met en œuvre, dans un mode de réalisation particulier, une filtration ou dégradation de ces polluants chimiques par traitement de l'air, avant la condensation de l'eau par le module fonctionnel référencé 101.

Pour ce faire, lorsque le générateur d'eau atmosphérique est en mode de production d'eau potable, l'air aspiré par un ventilateur à vitesse variable 18 entre dans un conduit d'air référencé 43. Il traverse tout d'abord un pré-filtre d'air 44i, qui permet de filtrer les particules grossières contenues dans l'air atmosphérique. Ce pré-filtre 44i peut-être par exemple placé dans un cadre amovible qui peut être aisément retiré du D-AWG, afin d'être nettoyé selon sa nature et sa composition. Ce préfiltre 44i de type Gl à G4 (norme EN 779) est suivi d'un filtre 44 ₂ qui permet de filtrer les particules plus fines en suspension dans l'air ambiant. Le pré-filtre 44i et le filtre particulaire 44 ₂ sont suivis par un filtre à air à oxydation photocatalytique 44 ₃ .

Un tel filtre à air à oxydation photocatalytique 44 ₃ met en œuvre un procédé d'oxydation avancé, selon lequel les polluants chimiques se sorbent sur un médiat catalytique, comprenant notamment un semi-conducteur comme le dioxyde de titane (T1O ₂ ). Des lampes émettent un rayonnement ultraviolet (UV) sur le dioxyde de titane T1O ₂ qui transforme des molécules d'eau et de dioxygène en radicaux libres hydroxyles. Ces radicaux sont très réactifs et ont la particularité d'être non sélectifs. Ils dégradent la majorité des polluants de la phase gazeuse. Cette technologie permet de dépolluer l'air avant qu'il n'arrive sur l'évaporateur, ce qui permet d'obtenir une eau condensée de meilleure qualité. En outre, utilisée dans un générateur d'eau atmosphérique domestique, elle permet de purifier l'atmosphère intérieure d'une habitation.

On notera que le module 100 de filtration de l'air peut, dans une variante de réalisation, ne comprendre que l'un ou deux des trois filtres référencés 44i à 44 ₃ décrits ci-dessus. Dans un mode de réalisation, un ou plusieurs capteurs de qualité de l'air (non représentés sur la figure 1) sont placé(s) dans le conduit d'air 43 avant le module 100 de filtration de l'air pour détecter la présence dans l'air de certaines substances potentiellement toxiques, telles que le dioxyde de carbone, de l'oxyde d'azote, du benzène, de la fumée, etc. De tels capteurs sont reliés au microcontrôleur du générateur d'eau atmosphérique, qui peut émettre une alerte à destination de l'utilisateur, et stopper automatiquement la production d'eau, par arrêt du ventilateur 18 et du compresseur.

5.2 Condensation de la vapeur d'eau

On présente désormais le fonctionnement du module référencé 101 de condensation de la vapeur d'eau. C'est un groupe frigorifique à effet thermodynamique qui est utilisé dans ce mode de réalisation pour refroidir la surface froide qui permet de condenser la vapeur d'eau de l'air en eau liquide.

En variante, ce module référencé 101 de condensation de vapeur d'eau peut faire partie d'un système de climatisation d'un bâtiment, qui produit naturellement de l'eau condensée lors de la phase de refroidissement de l'air ambiant. Cette eau condensée peut donc être valorisée par traitement selon la technique de l'invention, afin de la rendre potable.

L'air filtré par le module de filtration de l'air référencé 100 est ensuite aspiré par le ventilateur à vitesse variable 18 à travers l'évaporateur 45 et le condenseur 46 et renvoyé à l'extérieur du D-AWG par un ou plusieurs conduits. La vapeur d'eau contenue dans l'air se condense sur l'évaporateur 45 constitué de tubes en acier inoxydable alimentaire ou de cuivre recouvert de plastique alimentaire. Selon une variante, des ailettes d'échanges thermiques sont présentes sur les tubes. Pour une bonne récupération de l'eau condensée, on dispose à la base de l'évaporateur 45 une petite goulotte 32 avec une pente légère. L'eau passe à travers un tuyau pour rejoindre le réservoir de récupération 35. Un clapet anti-retour 31 évite que l'eau ne reflue dans le tuyau de recirculation de la voie C, en provenance de l'électrovanne 1.

On notera que sur la figure 1, le ventilateur a été placé en aval du module 100 de filtration d'air. A titre de variante, il peut également être placé en amont de ce module 100 de filtration dans le sens de déplacement de l'air.

La production d'eau est gérée par le microcontrôleur, et plusieurs modes de production peuvent être proposés et sélectionnés par le consommateur, au moyen de l'interface homme/machine du générateur d'eau potable atmosphérique de l'invention.

Par ailleurs, le microcontrôleur (non représenté) du D-AWG de l'invention gère la mise sous tension du compresseur et la vitesse du ventilateur 18 en fonction du diagramme psychométrique de l'air humide (c'est-à-dire de la masse d'eau disponible dans l'air), des volumes d'eau dans le réservoir de récupération référencé 35 et/ou dans le réservoir de stockage référencé 23.

Dans un mode de réalisation particulier, un capteur de température et un capteur d'humidité au niveau de l'entrée d'air permettent de calculer le point de rosée favorable pour la condensation. En fonction de ce calcul, la vitesse du fluide frigorifique dans les tuyaux est accélérée ou ralentie pour atteindre la bonne température sur l'évaporateur 45. Un capteur de température de surface sur l'évaporateur 45 permet de suivre cette température. Il permet également en cas de gel de lancer un dégivrage (baisse de la vitesse du gaz frigorifique ou arrêt). Dans un mode de réalisation, un capteur d'humidité relative en sortie d'air permet de mesurer l'humidité de l'air sec. Avec cette valeur et la valeur d'humidité en entrée d'air, on calcule le rendement de condensation. En fonction de ce rendement, la vitesse du ventilateur 18 et la température à la surface de l'évaporateur peuvent être modifiées.

Dans un mode de réalisation, un capteur de pression mesure la pression du gaz en sortie du condensateur. Ceci permet de calculer la température du gaz frigorifique grâce aux propriétés physicochimiques du gaz.

Dans un mode de réalisation, c'est un ou plusieurs ventilateurs, reliés à un variateur de fréquence, qui permette(nt) de stabiliser la température du condenseur. Ces ventilateurs sont disposés sur le condenseur et permettent par exemple de le refroidir de manière plus efficace quand la température du gaz frigorifique est trop élevée. Ceci se traduit par la mesure d'une pression plus importante par le capteur de pression cité ci-dessus. Dans cette configuration, un ou plusieurs ventilateurs remplace(nt) le ventilateur 18 pour permettre d'envoyer l'air atmosphérique à travers l'évaporateur 45 (et éventuellement le condenseur 46). Ils sont placés en amont ou en aval de l'évaporateur.

En fonction de l'option sélectionnée par l'utilisateur, le microcontrôleur adapte avec des variateurs de fréquences la vitesse du ventilateur 18 (et du ou des ventilateurs du condenseur, s'ils sont présents) et la puissance du compresseur qui gère le débit du fluide/gaz frigorigène.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, une peinture alimentaire dite à "effet lotus" est appliquée sur les tubes de l'évaporateur 45. Il s'agit d'une peinture biomimétique qui utilise les propriétés d'hyper hydrophobicité et d'auto-nettoyage des feuilles de lotus. Elle permet de faire glisser les éléments étrangers sur la surface de l'évaporateur 45 sans qu'ils puissent y adhérer. Cette peinture permet de faire glisser l'eau plus rapidement sur les tubes de condensation tout en évitant que des bactéries ou micropoussières ne se fixent sur ces derniers. Le développement bactérien sur les tubes est réduit, ce qui allège également les contraintes de nettoyage régulier. L'eau est ainsi moins exposée à une pollution, car son temps de contact avec l'air aspiré est réduit.

A titre alternatif, une peinture autonettoyante hyper-hydrophile est appliquée sur les tubes de l'évaporateur. Elle permet à l'eau de couler plus rapidement sur les tubes de l'évaporateur, réduisant ainsi le contact entre l'eau et les polluants de l'air.

Ainsi, l'utilisation de ces peintures particulières réduit avantageusement le temps de contact entre l'eau et l'évaporateur 45, et donc les risques de pollution de l'eau générée. Dans un mode de fonctionnement particulier du générateur d'eau atmosphérique de l'invention, l'extraction d'eau est réalisée en alternant une phase de gel et une phase de dégel de l'eau sur l'évaporateur 45. La vapeur d'eau de l'air se solidifie alors directement sur les tuyaux quand la température du fluide frigorigène est inférieure à 0°C. Après un certain temps, les tuyaux de l'évaporateur 45 sont réchauffés et vont faire fondre la glace. Ce principe permet de pouvoir travailler avec un point de rosée négatif pour pouvoir capter l'humidité de l'air à des températures et humidités plus basses que celle utilisées habituellement. Le rendement de production d'eau est amélioré pour des conditions défavorables.

On peut également envisager de placer, entre le module de filtration de l'air 100 et l'évaporateur 45, une petite résistance maillée qui couvre la surface du conduit d'aspiration 43. Une telle résistance permet d'augmenter la température de l'air aspiré et donc de condenser l'eau à un point de rosée plus élevé, et donc à des températures d'air ambiant plus basses. Le rendement de production d'eau est ainsi amélioré.

Un groupe frigorifique classique à effet thermodynamique, est constitué d'un évaporateur 45, d'un compresseur électrique, d'un condenseur 46, et d'un détendeur. Des tuyaux remplis d'un gaz/liquide frigorigène font le tour du circuit.

Son fonctionnement théorique est le suivant : l'air humide et chaud qui est aspiré ou projeté par le ventilateur 18 passe alors à travers l'évaporateur 45, qui contient un gaz froid à faible pression sous forme liquide/vapeur. L'air en se refroidissant sur l'évaporateur 45 entraîne la condensation de la vapeur d'eau qu'il contient et réchauffe le gaz frigorigène par échange thermique. Le gaz réchauffé est ensuite compressé dans le compresseur, ce qui augmente sa pression et donc sa température. L'air sec froid qui est passé à travers l'évaporateur 45 traverse le condenseur 46, d'où il ressort sous forme d'air sec chaud. Le gaz frigorigène sous forme de vapeur qui sort du compresseur se refroidit dans le condenseur 46 par échange thermique au contact de l'air sec froid et se liquéfie. Le liquide frigorigène passe ensuite dans le détendeur, dans lequel sa pression diminue brutalement. Il se refroidit alors à nouveau, et repasse à l'état liquide avant de retourner dans l'évaporateur pour un nouveau cycle. C'est cette chute de pression brutale qui induit une absorption d'énergie et donc un refroidissement de l'évaporateur.

Le détendeur peut être thermostatique, électronique, ou capillaire. On peut également disposer, de façon optionnelle, un déshydrateur entre le condenseur 46 et le détendeur, pour déshydrater le fluide condensé par le condenseur 46.

De même, un ou deux pressostats peuvent, de façon optionnelle et indépendante, être disposés avant et après le compresseur, pour mesurer de manière respective les chutes et augmentations de pression du fluide dans le circuit de fluide frigorigène. De manière optionnelle, une bouteille de gaz frigorifique peut être placée après le condenseur. Elle permet de pouvoir faire varier la quantité de gaz dans le circuit frigorigène.

A titre de variante optionnelle, on peut également réaliser des dérivations du circuit frigorigène au moyen d'électrovannes pour refroidir ou réchauffer des réservoirs d'eau froide ou d'eau chaude et/ou alimenter un appareil de production de glaçons.

L'eau ainsi produite par condensation de la vapeur d'eau de l'air est recueillie dans un collecteur 32 dont la surface totalement plate possède une légère pente pour faire couler cette eau par gravité dans le tuyau d'eau de la voie C jusqu'à un réservoir de récupération référencé 35.

Le fond du réservoir 35 est de forme conique ou sphérique pour permettre son drainage total, grâce à la sortie située en son centre. Sa surface intérieure est, de préférence, lisse.

Le niveau d'eau dans le réservoir de récupération 35 peut être mesuré par un capteur de pression à membrane 33, situé à côté de l'orifice d'évacuation du réservoir. La mesure du niveau d'eau est réalisée grâce à la pression engendrée par l'eau sur le capteur 33. Dans une variante c'est un transmetteur de niveau qui est utilisé.

5.3 Traitement de l'eau obtenue par condensation

On présente désormais plus en détail le traitement effectué sur l'eau ainsi récupérée dans le réservoir de récupération référencé 35, dans le module de traitement de l'eau référencé 102.

L'eau recueillie dans le réservoir de récupération 35 est aspirée par une pompe 38 à travers une valve 34 vers un réacteur de désinfection Ultra Violet 36, fonctionnant par exemple à une longueur d'onde désinfectante de 254 nm. Dans un mode de réalisation particulier, la pompe 38 est placée juste après le réservoir de récupération 35. En variante, le réacteur de stérilisation UV-C 36 est remplacé par une lampe UV-C et son cache en quartz, qui sont placés au centre du réservoir récupérateur 35.

L'énergie UV-C produite par le réacteur de stérilisation 36 ou la lampe UV-C détériore le matériel génétique (ADN) des microorganismes contenus dans l'eau, ce qui réduit leur capacité à se reproduire ou causer des infections. On délivre de préférence une dose d'énergie UV-C comprise entre

60 et 120 mJ/cm ² .

L'eau passe ensuite dans un filtre particulaire référencé 37, adapté par exemple à une filtration de 0,5 μιη, puis dans un ou plusieurs filtre(s) ou réacteur à charbon actif référencé(s) 39. Ces filtres 39 peuvent être des filtres à charbon actif classiques ou des filtres à charbon actif spécifiques pour les Composés Organiques Volatiles/métaux lourd. Dans un autre mode de réalisation, un autre filtre particulaire peut être placé après le charbon actif pour éviter le relargage de fine dans le réseau par le charbon actif.

On notera qu'à titre de variante, le réacteur de stérilisation UV-C 36 peut être placé après le filtre à charbon actif référencé 39 ou après le filtre particulaire référencé 37. En complément de ce filtrage, il est également souhaitable de procéder à une filtration ionique de l'eau, afin d'en extraire les polluants sous forme ionique. Dans les AWG de l'art antérieur, une telle filtration ionique est généralement réalisée au moyen d'une membrane d'osmose inverse, qui permet de séparer les micro-organismes, les ions et les composés organiques de l'eau. A l'issue de cette filtration, le perméat est l'eau purifiée qui a été filtrée, et le concentrât est l'eau qui contient les microorganismes, les ions et les composés organiques filtrés. Dans les AWG de l'art antérieur (voir notamment le document de brevet US 8302412), le concentrât est renvoyé dans l'eau brute recueillie pour être perpétuellement re-filtrée. Ceci peut engendrer, sur le long terme, une augmentation croissante de la concentration en polluants dans l'eau brute (comme décrit par exemple dans le document de brevet WO2011117841A1). Une détérioration de la qualité de filtration de la membrane peut alors survenir due à une polarisation de concentration en composés suivie d'un colmatage sur la membrane et/ou d'une perforation de cette dernière.

Afin de résoudre cet inconvénient, on propose, selon l'invention, de faire subir à l'eau un traitement de déionisation, qui peut être mis en œuvre selon plusieurs variantes de réalisation.

Une première variante de réalisation repose sur l'utilisation d'une ou plusieurs résines échangeuses d'ions, qui peuvent retenir selon leur nature, leur facteur de sélectivité et leur facteur de séparation, tout ou partie des ions contenus dans l'eau.

De telles résines échangeuses d'ions peuvent, entre autres, retenir les éléments traces métalliques, les ions indésirables tels que l'ammonium, le nitrite, le nitrate, les radionucléides... On peut ainsi choisir d'utiliser :

une cartouche de résine SAC[H] (résine échangeuse de cations fortement acide à échange H ⁺ ) référencée 41 et une cartouche de résine SBA[OH] (résine échangeuse d'anions fortement basique à échange OH ^" ) référencée 40 ; dans un mode de réalisation, c'est la cartouche de résine SBA[OH] qui est placée avant SAC[H], ou

- une cartouche de résine SAC[H] (résine échangeuse de cations fortement acide à échange H ⁺ ) ou une cartouche de résine SAC[Na] (résine échangeuse de cations fortement acide à échange Na ⁺ ) et une cartouche de résine SBA[CI] (résine échangeuse d'anions fortement basique à échange Cl ^" ) ; ou

une cartouche de résine Mix SAC[H]/SBA[OH] ou SAC[H]/SBA[CI] ou SAC[Na]/SBA[CI] ; ou - une cartouche de résine WAC (résine échangeuse de cations faiblement acide) ; ou

une cartouche de résine WAC (résine échangeuse de cations faiblement acide) et ou une cartouche de résine WBA (résine échangeuse d'anions faiblement basique)

On peut aussi utiliser de la résine spécifique pour éliminer certains radionucléides en remplacement ou complément des résines décrites ci-dessus. On peut également, toujours en remplacement ou en complément des autres résines échangeuses d'ions, utiliser de la résine spécifique pour réduire du COT (Carbone Organique Total).

Dans un mode de réalisation, une unité de régénération de ces résines peut être ajoutée au système. Par exemple c'est une vanne SIATA ou Fleck qui permet de lancer la régénération de manière manuelle ou automatique, en fonction par exemple de la conductivité de l'eau en sortie de l'unité échangeuse d'ions, du volume d'eau passé ou du temps de fonctionnement.

En outre, dans le mode de réalisation illustré en figure 1, ces résines échangeuses d'ions référencées 40 et 41 sont disposées en amont d'une membrane de filtration référencée 42 qui sera décrite plus en détail par la suite. A titre alternatif, les résines échangeuses d'ions 40 et 41 peuvent également être disposées en aval de cette membrane de filtration référencée 42.

Dans une deuxième variante de réalisation, la ou les résine(s) échangeuse(s) d'ions est/sont remplacée(s) par une cartouche de roche aluminosilicate de type zéolite.

Dans une troisième variante de réalisation, l'eau subit un procédé de purification électrique mettant en jeu une combinaison de résines échangeuses d'ions et de membranes sélectives aux ions, appelé électrodéionisation (EDI). Cette approche évite la baisse de qualité de l'eau résultant de l'épuisement progressif des cartouches de résine, ainsi que les coûts de remplacement des cartouches. Comme pour les résines échangeuses d'ions référencées 40 et 41, un tel module d'EDI peut être placé avant ou après une membrane de filtration référencée 42.

Dans une quatrième variante de réalisation, c'est une membrane d'osmose inverse ou de nanofiltration qui permet la déionisation.

On décrit désormais plus en détail cette membrane de filtration référencée 42. On notera que cette membrane de filtration peut réaliser à elle seule le traitement de déionisation de l'eau, dans certains modes de réalisation de l'invention, ou venir compléter le traitement de déionisation effectué par les résines échangeuses d'ions, la zéolite, ou l'EDI.

Dans l'exemple de la figure 1, la membrane référencée 42 est une membrane d'ultrafiltration, que l'eau traverse avant de rejoindre l'électrovanne référencée 1. Une telle membrane d'ultrafiltration présente par exemple des pores d'un diamètre compris entre 1 et 100 nm. Elle laisse passer les ions, mais retient les molécules de masses moléculaires élevées.

A titre alternatif, une telle membrane de filtration 42 est une membrane de type Osmose Inverse ou une membrane de nanofiltration : dans ce cas, l'eau filtrée se dirige dans l'électrovanne référencée 1 et le concentrât résiduel passe à travers un réducteur de pression pour aller dans le tuyau de reflux de la voie C, avant de retourner dans le réservoir récupérateur référencé 35.

Dans un mode de réalisation, l'eau du bac récupérateur 35 est vidée de manière périodique au bout d'un certain temps, ou grâce à un transmetteur de conductivité (situé après la pompe 38 et relié au microcontrôleur) quand une valeur seuil de conductivité est dépassée. Dans un certain mode de réalisation, le concentrât résiduel est envoyé directement à l'égout. La membrane de nanofiltration permet la séparation de composants ayant une taille en solution voisine de celle du nanomètre. Les sels ionisés monovalents et les composés organiques non ionisés de masses moléculaires inférieures à 200-250 g/mol (Dalton) ne sont pas retenus. La membrane d'osmose inverse rejette les constituants dont le poids moléculaire est supérieur à 50-250 g/mol

(Dalton) : les ions monovalents et une partie des composés non chargés.

Après avoir traversé la membrane de filtration référencée 42, l'eau traitée rejoint l'électrovanne référencée 1, qui est de préférence une électrovanne quatre voies à trois modèle de flux. Il peut également s'agir de plusieurs électrovannes qui permettent d'obtenir quatre voies avec trois modèles de flux.

En outre, on place sur les voies A et C de circulation de l'eau de la figure 1, deux débits-mètres référencés 34 et 30, qui sont reliés au microcontrôleur, et permettent de calculer le volume d'eau « brute » (non traitée) qui est passée à travers le dispositif de traitement de l'eau de la voie A afin de calculer le temps de vie restant de chacun des filtres disposés sur cette voie. Le volume d'eau provenant du reflux de l'électrovanne référencée 1 en mode « Reflux déminéralisé » (voir plus bas) de la voie C, qui est déjà passé à travers le dispositif de traitement d'eau de la voie A est décompté.

En complément du traitement de l'eau référencé 102, un système de "Stripping" peut être mis en place. Le « gaz stripping » est un procédé qui permet le transfert de masse d'un gaz de la phase liquide vers la phase gazeuse. Le transfert est effectué en mettant en contact le liquide contenant le gaz qui doit être éliminé avec de l'air qui ne contient pas ce gaz initialement. L'élimination des gaz dissous dans l'eau par entraînement gazeux est particulièrement utilisée pour l'élimination de l'ammoniac (N H3), des gaz odorants et des composés organiques volatiles (COVs). Dans un mode de réalisation, le gaz stripping est réalisé dans le réservoir de récupération 35 et l'injection de l'air est faite avec un injecteur venturi. Une pompe à eau aspire l'eau du réservoir de récupération 35 et l'envoie dans un injecteur venturi. Eventuellement une pompe à air aspire de l'air ambiant et l'envoie dans l'injecteur venturi. Dans un mode de réalisation, l'air aspiré est filtré grâce à un filtre à air. L'air aspiré dans l'injecteur venturi par succion (améliorée ou non par la pompe à air) est injecté dans l'eau sous forme de petites bulles. Cette eau bullée est envoyée dans le fond du réservoir de récupération 35, de telle manière que les bulles couvrent de manière homogène l'intégralité du volume d'eau du réservoir (par exemple, avec un système de tuyaux troués qui recouvrent de manière homogène la surface du réservoir de récupération 35). Les bulles d'air remontent le long de la colonne d'eau du réservoir 35 jusqu'à atteindre l'atmosphère. Les gaz présents dans l'eau sont extraits par les bulles d'air. Dans un autre mode de réalisation, le gaz stripping est réalisé dans le réservoir de récupération 35 et l'injection de l'air est faite grâce à une pompe à air (avec ou sans filtre à air) qui envoie l'air dans un ou plusieurs diffuseurs (en céramique par exemple) qui diffusent de manière homogène les bulles d'air dans la colonne d'eau du réservoir de récupération 35.

En complément du traitement de l'eau référencé 102 décrit ci-avant, on peut mettre en œuvre un procédé d'oxydation chimique avec de l'ozone pour dégrader entièrement ou en partie les composés chimiques. Tous les composants en contact de l'ozone sont adaptés à une telle utilisation.

Un ozonateur est utilisé pour générer de l'ozone qui est ensuite injecté dans le système de traitement de l'eau.

L'ozone peut être injecté dans un réacteur spécifique destiné à cet effet ou dans le réservoir de récupération référencé 35. Ce traitement d'ozonation peut être suivi d'un traitement par charbon actif biologique qui réduit la fraction formée de CODB (carbone organique dissout biodégradable).

En complément dans le traitement de l'eau référencé 102, on peut mettre en œuvre un procédé d'oxydation avancé qui produit des radicaux hydroxyles (par exemple avec la photolyse de l'ozone par l'Ultra Violet).

Un autre procédé d'oxydation chimique peut être utilisé dans le traitement d'eau référencé 102 ou 103. On peut par exemple utiliser la Chloration ou le Dioxyde de chlore. Une méthode de production du chlore pourrait être réalisée par exemple par électrolyse d'une solution de sel. Le chlore libre produit est mesuré en continue par un capteur électrochimique.

Un autre procédé d'oxydation chimique peut être utilisé dans le traitement d'eau référencé 102 ou 103. On peut par exemple utiliser un traitement par rayonnement ultraviolet, notamment avec une longueur d'onde égale à ou de l'ordre de 185 nm.

Pour ces D-AWG industriels, des baromètres ou capteurs de pressions sont disposés entre chaque filtre/réacteur installé. Ces derniers vont surveiller une éventuelle perte de charge qui traduit une obstruction dans le filtre/réacteur. Au moins une désinfection est dispensée sur le réseau, avec un système UV ou un désinfectant rémanent.

Le procédé d'oxydation et le procédé de désinfection qui utilisent un désinfectant rémanent peuvent être combinés en une seule étape. On pourra par exemple utiliser la Chloration. Il convient cependant de contrôler la concentration injecté de tel oxydant afin que les étapes d'oxydation et de désinfection atteignent leurs objectifs d'oxydation et de désinfection sans dépasser les concentrations admissent, par les standards d'eau potable, en sous-produits induits par de tels procédés.

5.4 Reminéralisation de l'eau

On décrit désormais plus en détail la reminéralisation référencée 103 mise en œuvre, dans le mode de réalisation de la figure 2, en aval de l'électrovanne référencée 1, sur la voie de circulation B de l'eau du D-AWG de l'invention.

Une telle reminéralisation 103 repose sur une recarbonatation par injection d'anhydride carbonique (CO ₂ ) et une neutralisation par filtration sur de la roche alcalino-terreuse de carbonate de calcium (CaC0 ₃ ), éventuellement mélangée à du carbonate de magnésium (MgC0 ₃ ). Les carbonates de calcium/magnésium réagissent avec le CO2 libre agressif de l'eau qui induit une augmentation simultanée du TH (Titre Hydrotimétrique ou dureté) et du TAC (Titre Alcalimétrique Complet ou alcalinité). La filtration sur calcaire permet donc de neutraliser l'eau mais également de la reminéraliser partiellement. En augmentant la concentration en CO2 de l'eau condensée, la filtration permet d'augmenter de façon plus importante l'alcalinité et permet donc une réelle reminéralisation de l'eau.

Le CO2 libre se décompose en deux parties dans le cas d'une eau agressive : le CO2 équilibrant, qui est la concentration en CO2 libre nécessaire à l'obtention de l'état d'équilibre calco-carbonique, et le CO2 agressif, qui représente l'excès de CO2 libre par rapport au CO2 équilibrant. Le CO2 libre est sous forme hydratée ou non.

Les réactions suivantes régissent ce procédé :

CO2 (dissous) + H2O = H2CO3

[H2CO3] * + H ₂ 0 + CaC0 ₃ (s) = Ca(HC0 ₃ ) ₂

[H ₂ C03]* + H ₂ 0 + MgC0 ₃ (s) = Mg(HC0 ₃ ) ₂

Avec

Ca(HC0 ₃ ) ₂ = Ca ²⁺ + 2HC0 ₃ - Mg(HC0 ₃ ) ₂ = Mg ²⁺ + 2HCO3- Pour augmenter la minéralisation de l°f, il faut utiliser en théorie : 4,4 mg/L de CO2 et 10 mg/L de CaC0 ₃ .

Le temps de contact nécessaire entre le CO2 agressif et la roche de carbonate de calcium/magnésium pour atteindre l'équilibre calcocarbonique dépend, entre autres, des caractéristiques de l'eau brute (CO2 agressif, CO2 libre, pH, TAC, TH, force ionique, etc.), de la température de l'eau, de la quantité de matériau filtrant, de ses caractéristiques physiques (porosité, granulométrie, densité, etc.) et des caractéristiques du réacteur (diamètre, hauteur minimum de roche, etc.).

L'eau, obtenue par la condensation de la vapeur d'eau de l'air, a généralement un très faible TAC et TH, ne contient que peu de CO2 agressif, et son pH est légèrement acide. De plus, dans le mode de réalisation décrit en relation avec les figures 1 et 2, dans lequel des techniques de dé-ionisation partielles ou totales sont mises en œuvre, cette eau est dé-ionisée (TAC et TH encore plus faible). C'est pourquoi on peut négliger la variation de ces paramètres au vu des concentrations de TAC élevé désiré et du CO2 à injecter, qui sont donc définis à des valeurs fixes. Le CO2 injecté va se transformer en CO2 agressif pour réagir avec la roche. Le matériau utilisé peut être du calcaire marin de type Maërl ou du calcaire terrestre de type marbre. Pour l g de CO2 agressif, 1,6 à 2,4 g de Maërl sont consommés, contre 2,3 g de marbre. Le temps de contact nécessaire entre l'eau et la roche calcaire est déterminé en tenant compte des dimensions du réacteur et du débit d'eau. Par exemple, plus le débit est faible et le diamètre du réacteur important, plus le temps de contact est long. Pour un temps de contact de l'ordre de 20 min, et un réacteur d'environ 11,5 cm de diamètre avec une hauteur de calcite minimale de 25 cm, il faut ajuster un débit d'environ 8L/h.

Plus généralement, le microcontrôleur calcule la concentration de CO2 nécessaire pour dissoudre la roche, afin d'obtenir dans l'eau la quantité de minéraux désirée. Le débit de CO2 est ajusté. Le microcontrôleur fixe ensuite le temps de contact entre le CO2 agressif et la roche pour ces conditions et la cinétique de dissolution de la roche, puis en fonction des dimensions du réacteur de reminéralisation, le débit d'eau est ajusté.

On décrit désormais plus en détail, en relation avec la figure 1, un exemple de réalisation de ce traitement de reminéralisation décrit ci-dessus dans son principe général.

Une pompe référencée 38 envoie l'eau du dispositif 102 de traitement de l'eau de la voie A dans l'électrovanne 1, qui la dirige vers le dispositif de reminéralisation 103 de la voie B.

En fonction d'une quantité de minéraux sélectionnée par l'utilisateur, le microcontrôleur définit le débit d'eau, grâce au régulateur de débit/électrovanne proportionnelle référencé 2 et au débit-mètre référencé 3. On notera qu'à titre de variante, le débit-mètre référencé 3 peut être placé avant l'électrovanne référencée 2. L'électrovanne référencée 1 ajuste alors le débit d'eau pour la voie B à partir des données recueillies par le débitmètre référencé 3 et envoie le surplus d'eau dans la voie C.

Le manodétendeur/régulateur de pression référencé 7 stabilise la pression de sortie du CO2 qui sort de la bombonne de CO2 5 (ou d'un réservoir de CO2) par le tuyau référencé 6, quelle que soit la pression dans la bombonne. Un filtre CO2 peut être placé sur le tuyau 6.

L'électrovanne proportionnelle/régulateur de débit 8 s'ouvre alors pour permettre au CO2 de sortir de la bombonne 5. Il est également possible qu'une électrovanne « Tout ou Rien » placée avant ou après le régulateur de débit référencé 8 libère le CO2 du réservoir.

La concentration et le débit de CO2 nécessaires pour dissoudre la quantité de minéraux sélectionnée, au débit d'eau déjà défini, sont calculés par le microcontrôleur et régulés par l'électrovanne proportionnelle/régulateur de débit référencé 8 et le débit mètre référencé 9 (qui peut être placé avant ou après le régulateur de débit référencé 8). Pour définir le bon débit de gaz, le microcontrôleur fait une conversion de débit volumique, fonction de la densité du CO2 qui est liée à la pression et à la température en débit massique. Un « mass flow controller » pour gaz peut remplacer électrovanne proportionnelle/régulateur de débit 8 et le débitmètre 9. Afin d'optimiser le calcul du débit de CO2, on peut disposer dans le tuyau de gaz référencé 6 un capteur de température référencé 10 : en effet, une variation de la température du CO2 gazeux modifie la densité du CO2 à une pression donnée, ce qui modifie sa concentration.

De même, si la pression mesurée par le capteur de pression référencé 4 dans la canalisation d'eau varie, le régulateur de pression de CO2 référencé 7 va permettre par exemple, d'augmenter la pression de sortie du CO2 (de manière automatique ou manuelle).

Le CO2 gazeux, après avoir été libéré par l'électrovanne référencée 8 continue d'avancer dans le tuyau référencé 6 par pression, pour passer le clapet anti-retour eau-gaz référencé 11. Ce clapet empêche l'eau de rentrer dans le tuyau de gaz quand aucun CO2 n'est dispensé.

Le CO2 gazeux est finalement injecté dans l'eau par l'injecteur référencé 12. Selon la taille de du D-AWG et la quantité d'eau traitée, un injecteur venturi est utilisé en direct ou by-pass. Un capteur de pression peut en outre être ajouté avant le clapet anti retour référencé 11.

Afin de faciliter la dissolution du CO2 injecté dans l'eau, avant que celle-ci n'atteigne le réacteur de réminéralisation 15, on peut prévoir d'allonger le tuyau référencé 14 conduisant l'eau à ce réacteur. On peut également disposer un mélangeur gaz/eau (« in-line static mixer ») 13.

De même, on notera qu'il est possible de prévoir, sur la voie B de circulation de l'eau, d'insérer un pH-mètre et/ou un conductimètre, afin de caractériser l'eau à reminéraliser, et ainsi ajuster au mieux le débit d'eau dans le réacteur de reminéralisation 15, en fonction des paramètres calcocarboniques désirés.

A titre alternatif, le système peut ne comprendre aucun capteur, ne permettre aucun ajustement de la concentration et du débit de C02 et du débit d'eau, et être alors « surdimensionné », pour correspondre à la capacité et au flux de CO2 maximum, et aux propriétés de l'eau les plus défavorables.

L'eau arrive ensuite dans le réacteur de reminéralisation référencé 15, contenant du carbonate de calcium et/ou de magnésium, sous forme de graviers. Un tel réacteur 15 présente, dans ce mode de réalisation, la forme d'un cylindre de révolution.

Dans un mode de réalisation avantageux, l'entrée d'eau dans le réacteur de reminéralisation 15 se fait par le bas, et la sortie par le haut, ce qui permet de réduire les lavages et la formation de chemins préférentiels. Deux filtres tampons sont situés aux deux extrémités dans le cylindre entre la roche calcaire et l'entrée/sortie, afin d'empêcher un maximum de fines (petites particules de calcaire dissoute) de contaminer le réseau.

Le principe de dimensionnement d'un réacteur est connu de l'homme du métier : le diamètre du réacteur, la vitesse de percolation réelle, la masse de roche calcaire dans le réacteur, la durée entre deux recharges, sont calculés à partir du temps de contact eau-roche calcaire, du débit de pointe à percoler, de la hauteur de la cartouche/réacteur, de la hauteur maximum de remplissage de la roche calcaire dans le réacteur, de la hauteur minimum de roche autorisée, de la consommation d'eau journalière, de la réactivité roche calcaire-CC , du CO2 libre, du CO2 agressif total désiré, de la densité apparente de la roche calcaire, etc.

Comme indiqué ci-dessus, l'utilisateur peut choisir la quantité de minéraux souhaitée dans l'eau reminéralisée, à travers un écran de contrôle du D-AWG de l'invention, relié au microcontrôleur.

Il est possible de sélectionner et fixer l'un des paramètres suivants: concentration en calcium, concentration en magnésium, conductivité, alcalinité, dureté.

Le microcontrôleur adapte, en fonction des paramètres retenus par l'utilisateur, la concentration et le débit de CO2 à injecter, à partir de la quantité de CaCÛ ₃ et de MgC0 ₃ qui constituent la roche, contenue dans le réacteur de reminéralisation 15. Le microcontrôleur calcule également le débit d'eau pour le temps de contact requis entre le CO2 agressif et la roche calcaire et réajuste l'électrovanne proportionnelle référencée 2 avec le débit mètre 3.

En sortie du réacteur de reminéralisation 15, il peut être placé un filtre particulaire 16 à sédiments, ou une membrane de microfiltration, afin de filtrer d'éventuelles fines et/ou les micro- organismes libérés en sortie du réacteur 15. Le temps de vie du filtre peut alors être calculé avec le débit mètre 3 ou avec le débitmètre 21 disposé en aval du réacteur de reminéralisation 15.

On peut en effet, à titre optionnel, disposer un conductimètre 19 et un pH mètre 20 reliés au microcontrôleur, dans les canalisations en amont d'un réservoir de stockage référencé 23 ou dans ce réservoir. Ils permettent de suivre le bon déroulement de la reminéralisation. En cas d'anomalie, l'utilisateur est alerté via l'écran d'affichage.

Un réacteur de stérilisation UV-C 17 est placé en aval du réacteur de reminéralisation 15 et il est activé lorsque l'eau circule, pour désinfecter l'eau provenant du réacteur 15.

Un réservoir 23 dont la forme est proche d'un cylindre circulaire droit sert à stocker l'eau produite, avant sa consommation. Le fond est conique ou semi-sphérique, pour permettre un drainage complet de ce dernier. Les parois sont lisses.

La quantité d'eau du réservoir de stockage 23 est calculée grâce à deux débits mètres/compteur d'eau référencés 21 et 26 placés en amont et en aval du réservoir. A titre de variante, un capteur à membrane situé à la sortie du réservoir de stockage 23 calcule le volume d'eau grâce à la pression exercée par l'eau sur ce dernier. Dans une autre variante, c'est un simple capteur flotteur qui informe du niveau d'eau dans le réservoir de stockage 23.

Un filtre évent anti-particulaire et/ou antibactérien référencé 22 est placé sur le dessus du réservoir de stockage 23, afin de filtrer l'air qui est en contact avec l'eau, dans le cas où le réservoir n'est pas pressurisé.

Une lampe UV-C référencée 24 sous sa coque de protection peut être placée dans le réservoir 23. Une dose d'énergie Ultra Violet est dispensée de manière périodique (toutes les heures dans certains modes de réalisation) pour garantir une eau de qualité. A titre alternatif, un réacteur UV-C est placé après le réservoir pour désinfecter l'eau qui est consommée ou qui circule en reflux.

Quand la quantité d'eau dans le réservoir de récupération 35 est au minimum ou que la quantité d'eau dans le réservoir de stockage 23 est au maximum, on interrompt le processus de reminéralisation : la pompe 38 stoppe la circulation de l'eau, l'électrovanne 1 se ferme et coupe les communications entre les différents réseaux, l'électrovanne proportionnelle 2 s'ouvre au maximum pour garantir un débit maximum en cas de reflux, l'électrovanne proportionnelle de gaz 8, se ferme et stoppe l'injection de CO2, la lampe UV-C 16 arrête de rayonner. La dissolution de la roche alcalino- terreuse de type carbonate de calcium et/ou carbonate de magnésium s'arrête car il n'y a plus suffisamment de CO2 agressif pour continuer la réaction de dissolution et que l'eau a atteint l'équilibre calcocarbonique. Le pH, l'alcalinité et la dureté restent donc stables.

Dans un autre mode de réalisation, il est également possible que la roche utilisée pour la neutralisation soit composée en partie ou en totalité d'oxyde de calcium/magnésium (CaO/MgO).

Dans un autre mode de réalisation, la neutralisation sur roche peut être suivie ou remplacée par l'injection d'un composé chimique qui permet d'atteindre plus facilement l'équilibre calcocarbonique (i.e. Indice de saturation en carbonate supérieur à 0).

5.5 Circulation et reflux d'eau dans le D-AWG

On notera que le module de traitement de l'eau 102 et le module de reminéralisation 103 possèdent chacun leur circuit de reflux. Ces reflux sont activés quand l'appareil de production d'eau potable n'est pas en fonction, i.e. est arrêté depuis un certain temps. Le reflux permet de faire circuler de manière périodique l'eau à travers le réseau et ainsi éviter une stagnation de l'eau qui favorise un développement bactérien suivi d'un possible développement de biofilm. Il permet également de refaire passer l'eau à travers les réacteurs de désinfection UV, afin de garantir une eau toujours biologiquement saine. L'utilisation de deux circuits de reflux distincts permet de proposer un D-AWG de fonctionnement économique, offrant conjointement un traitement de déionisation d'une part, et un traitement de reminéralisation d'autre part.

Le D-AWG de l'invention a été décrit ici dans un mode de réalisation particulier, dans lequel l'eau subit, d'une part, un traitement de déionisation, et d'autre part, un traitement de reminéralisation, chacun de ces deux traitements étant mis en œuvre dans un circuit de reflux fermé et distinct. L'invention concerne cependant, à titre principal, un AWG mettant en œuvre un traitement de reminéralisation de l'eau, indépendamment de la mise en œuvre d'un traitement de déionisation, ou de l'utilisation de deux circuits de reflux distincts. Le dispositif de génération d'eau atmosphérique de l'invention pourrait également mettre en œuvre un traitement de déionisation de l'eau, sans mise en œuvre d'un traitement de reminéralisation tel que décrit ci-dessus, et quelle que soit la structure du ou des circuit(s) de circulation d'eau. Le dispositif de génération d'eau atmosphérique de l'invention pourrait également mettre en œuvre un traitement de filtration de l'eau (par filtre particulaire et/ou membrane d'ultrafiltration et/ou par filtre à charbon actif), sans mise en œuvre d'un traitement de déionisation ou d'un traitement de reminéralisation tels que décrits ci-dessus, ou un traitement de filtration de l'eau mettant aussi en œuvre un traitement de déionisation seulement, sans reminéralisation, ou un traitement de filtration de l'eau mettant aussi en œuvre un traitement de reminéralisation seulement, sans déionisation, ou comme décrit ci-dessus, un traitement de filtration de l'eau mettant aussi en œuvre un traitement de déionisation et un traitement de reminéralisation. Le dispositif de génération d'eau atmosphérique de l'invention peut également mettre en œuvre une oxydation partielle ou totale des composés chimiques présents dans l'eau (condensée et/ou filtrée et/ou déionisée et/ou reminéralisée). Cette oxydation chimique peut se faire par chloration, par action de dioxyde de chlore, par action d'ozone, par rayonnement ultraviolet, de préférence avec une longueur d'onde égale à ou de l'ordre de 185nm ou encore par mise en œuvre d'un procédé de type AOP. Le dispositif de génération d'eau atmosphérique de l'invention peut également mettre en œuvre une désinfection de l'eau (condensée et/ou filtrée et/ou déionisée et/ou reminéralisée) par lampe à ultraviolet, chlore, dioxyde de chlore ou ozone. Une telle désinfection peut utiliser un désinfectant rémanent pour assurer dans le temps la qualité de l'eau au niveau microbiologique lors de la distribution de cette eau dans un réseau de canalisation. La désinfection et l'oxydation peuvent être réalisées conjointement au cours d'une même étape. Le dispositif de reflux présenté ci-dessus est avantageusement utilisé dans les D- AWG domestiques qui ne produisent que de faibles quantités d'eau potable par jour. Pour des D-AWG industriels, qui produisent de grandes quantités d'eau, l'eau est utilisée directement en continu. Le reflux n'est alors pas nécessaire. Les électrovannes 1 et 28, et les voies de canalisations C et D sont supprimées. Dans un mode particulier de réalisation, le réservoir de stockage 23, et la pompe de distribution 25 sont également supprimés. Le D-AWG s'arrête à la fin de la voie B. La lampe UV référencée 17, peut également être remplacée par un module qui permet l'injection d'un désinfectant rémanent.

5.6 Second mode de réalisation

Dans la suite de la description, on va décrire un dispositif de traitement de l'eau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, en relation avec la figure 3, et le procédé de traitement de l'eau correspondant, en relation avec la figure 4.

Le dispositif de la figure 3 propose une mise en œuvre du traitement d'eau au moins par microfiltration, suivie d'une déionisation sur résines échangeuses d'ions, elle-même suivie d'une reminéralisation.

Via l'écran de contrôle, l'utilisateur peut changer rapidement entre trois modes de fonctionnement manuels. Le mode « traitement » qui lance le traitement d'eau, le mode « régénération » qui lance la régénération des résines échangeuses d'ions contenues dans les réacteurs 225 et 226 (comme décrit ci-dessous), et le mode « reflux » qui permet la double circulation de l'eau dont le flux est séparé entre une première partie du dispositif réalisant le traitement de déionisation et une deuxième partie du dispositif réalisant le traitement de reminéralisation. Il y a également un mode « automatique » qui permet au microcontrôleur d'alterner automatiquement entre ces trois modes en fonction des besoins.

A l'entrée du dispositif de la figure 3, le flux 501 d'eau condensée est recueilli dans le premier réservoir de récupération (201 sur la figure 3), est pompé par la pompe 202 et envoyé à travers un (ou plusieurs) premier(s) étages de microfiltration 203 pour supprimer de l'eau les particules de l'eau condensée. La taille maximales des particules retenues par ce premier étage de microfiltration est de préférence comprise entre 0,1 μιη et 20 μιη. Le débit de traitement de la pompe 202 peut être variable et est régulé par un capteur de débit 204.

L'eau traverse ensuite un premier réacteur de désinfection Ultra-Violet 205 fonctionnant à une longueur d'onde désinfectante de 254 nm et délivrant une dose d'au moins 120 mJ/cm2. Cette désinfection de prétraitement dans le réacteur 205 permet de ne pas contaminer la partie du système de traitement située en aval du réacteur 205. Le premier réacteur 205 de désinfection est surveillé par un premier capteur d'intensité UV 206 et un capteur de température 207 montés sur le réacteur de désinfection 205.

L'eau passe ensuite à travers un module de filtration sur charbon actif 210. Selon le dimensionnement ce module de filtration sur charbon actif 210 peut être constitué de un ou plusieurs filtres (les deux filtres 210a et 210b sur la figure 3). Ces filtres peuvent être entretenus par des nettoyages manuels à co-courant ou contrecourant grâce à des vannes (216 à 220). Le charbon actif est utilisé pour l'élimination des pesticides et autres produits chimiques organiques, le goût, les odeurs, et le carbone organique total (COT). Le dimensionnement permet un temps de contact adapté à la filtration des COVs (composés organiques volatiles).

Dans une variante spécifique une membrane d'ultrafiltration (non représentée) est placée avant le module de filtration sur charbon actif 210.

Un deuxième étage de microfiltration 223 peut être placé, en option, en aval pour éviter le relargage de fine de charbon actif dans le réseau.

En complément de ce filtrage, il est nécessaire de procéder à une filtration ionique de l'eau, afin d'en extraire les polluants sous forme ionique tel que des ions indésirables (am monium (NhV), nitrite (NCv), nitrate (NO3 ), etc.), des éléments traces métalliques, et éventuellement des radionucléides. Il est utilisé une unité de résine échangeuse de cations fortement acide (SAC) 225 suivie d'une unité de résine échangeuse d'anions fortement basique (SBA) 226. Ces résines permettre également de retirer de l'eau le CO2. Un capteur de conductivité 224 permet de suivre le bon déroulement du procédé. Une fois les résines saturées elles sont régénérées.

Dans le mode de réalisation présenté sur les figures 3 et 4, les différentes étapes de régénérations des deux unités échangeuses d'ions 225 et 226 sont gérées de manière automatique par un système de contrôle avec un arbre à cames 227 fonctionnant avec de l'énergie pneumatique et raccordé à trois pressostats. Durant le mode de régénération, la pompe bascule d'un contrôle de débit à un contrôle de pression et envoie 3 ou 5 bars. La pompe 202 règle sa pression avec le capteur de pression 295d. La durée des différentes étapes (contre lavage, aspiration, déplacement lent, nettoyage rapide) est fixée sur l'interface du système de contrôle 227. L'acide et la base nécessaires à la régénération respective des résines cationiques et anioniques sont aspirés par un système avec venturi depuis les réservoirs d'acide 225a et de base 226a. Les débits d'aspirations sont visualisés sur deux rota-mètres 228 et 229. Des pressostats reliés au système de contrôle 227 et au microcontrôleur, contrôlent l'ouverture ou la fermeture des électrovannes 231 à 233, permettant ainsi respectivement l'aspiration de l'acide, l'aspiration de la base et la fermeture de la voie de traitement 234 durant la régénération. Les eaux de de lavages et saumure produites au cours des différentes étapes de la régénération, qui ont des pH acides et basiques, sont envoyées dans un réservoir de récupération 235 pour se neutraliser lors de leur mélange. La saumure 502 obtenue par ce mélange dans le réservoir de récupération 235 présente une neutralité qui permet sont rejet vers les égouts via la vanne 265. L'eau déionisée avec ce type de régénération automatisé selon un tel dispositif présente une conductivité électrique avoisinant les 0,5 μ5/ η à 25°C.

Dans un autre mode de réalisation non représenté, les deux unités échangeuses d'ions 225 et 226 sont remplacées par une technologie de déionisation électrique (électrodéionisation (EDI), électrodialyse (ED ), déionisation capacitive (« capacitive deionization » ou CDI), déionisation capacitive par membrane (« membrane capacitive deionization » ou M-CDI)). Ceci permet avantageusement de réduire la quantité d'eau perdue lors des régénérations et également de réduire l'impact environnemental.

L'eau qui est maintenant purifiée (par microfiltration, filtration sur charbon actif suivie d'une déionisation) nécessite d'être reminéralisée. La reminéralisation de ce dispositif repose sur une recarbonatation par injection d'anhydride carbonique (module d'injection 240 sur la figure 4) et une neutralisation par filtration sur de la roche alcalino-terreuse de carbonate de calcium (CaCOa) mélangée à du carbonate de magnésium (MgCOa) dans un réacteur de reminéralisation 215 (voir la figure 4). Les carbonates de calcium/magnésium réagissent avec le CO2 libre agressif de l'eau qui induit une augmentation simultanée de la dureté et de l'alcalinité. La filtration sur calcaire permet donc de neutraliser l'eau mais également de la reminéraliser partiellement. En augmentant la concentration en CO2 de l'eau condensée, la filtration permet d'augmenter de façon plus importante l'alcalinité et permet donc une réelle reminéralisation de l'eau. Le réacteur de reminéralisation 215 permet donc de réaliser une neutralisation par filtration sur de la roche alcalino-terreuse.

Dans le module d'injection 240, du CO2 gazeux de qualité alimentaire est envoyé dans l'eau sous pression. La pression du CO2 alimenté par une bonbonne sous pression 241 est réglée à l'aide d'un régulateur de pression 242 de type manomètre. Pour une bonne injection le CO2 doit avoir une pression supérieure à l'eau d'au moins 1 bar. Un contrôleur de débit massique 244 constitué d'une électrovanne proportionnel et d'un capteur permet de délivrer le débit de CO2 désiré. Le CO2 passe ensuite à travers un clapet antiretour 246 avant d'être injecté dans l'eau par la buse d'injection 248. La dissolution du CO2 gazeux dans l'eau est facilitée grâce à un mélangeur statique en ligne 250. L'eau passe ensuite à travers la roche alcalinoterreuse du réacteur de reminéralisation 215. Selon le dimensionnement ce réacteur de reminéralisation 215 peut être constitué d'un ou plusieurs réservoirs placés en série (215a à 215f). Ces filtres peuvent être entretenus par des nettoyages à co-courant ou contrecourant grâce aux vannes 251 à 259. Le pH et la conductivité de l'eau reminéralisé sont contrôlés par un pH mètre 263 et un conductimètre 264. En fonction de la concentration de CO2 désirée dans l'eau, l'automate régule le contrôleur de débit massique 244 en fonction du débit d'eau mesuré par le débitmètre 262 ou 204 Le débit d'eau et la concentration de CO2 sont fixés par l'utilisateur via l'interface du microcontrôleur afin d'obtenir la quantité d'ions désirée.

L'eau passe ensuite à travers un filtre particulaire formant un troisième étage de microfiltration 273 pour supprimer des éventuelles particules, telles que les fines de calcite, et ainsi les empêcher de contaminer la suite du réseau.

Un deuxième réacteur de désinfection Ultra-Violet UV-C 274 vient finir ce traitement en envoyant une dose de 40 mJ/cm ² pour rendre cette eau totalement potable. Le système de désinfection est surveillé par un deuxième capteur d'intensité UV 275 et un deuxième capteur de température 276 placé sur le deuxième réacteur de désinfection Ultra-Violet 274. L'avantage du traitement par rayonnement ultra-violet, à l'inverse de tous les désinfectants chimiques rémanents, est qu'il ne produit pas de sous-produits de désinfection. Ceci est un avantage si l'eau est consommée rapidement après traitement ou embouteillée.

L'eau est ensuite stockée dans un deuxième réservoir 281 ouvert à l'atmosphère via un filtre à air antibactérien 282.

Afin d'éviter un développement bactérien favorisé par une eau stagnante, un système de circulation périodique de l'eau (reflux) est de préférence réalisé dans tout le réseau d'eau. Le reflux permet également de refaire passer l'eau à travers les lampes UV germicides afin de garder l'eau saine de micro-organismes. Ce système permet l'arrêt du traitement sur une période prolongé sans risque de contamination, pour le cas d'une période de condensation défavorable par exemple. Dans ce cas, le reflux est divisé en deux tronçons de circulations distincts que l'on peut faire fonctionner conjointement de façon économique : la recirculation de l'eau déionisée (à l'instar des voies A et C de la figure 2) et la recirculation de l'eau reminéralisée (à l'instar des voies B, G et D sur la figure 2). Les électrovannes 285 et 286 permettent de séparer le traitement de l'eau condensée en eau potable (Mode Traitement) du double cycle de recirculation (Mode Reflux). Durant le Mode Reflux la pompe 202 fait circuler l'eau dans le circuit de reflux d'eau déionisée : à travers le traitement de purification vers la voie 234 puis la canalisation de recirculation de l'eau déionisée 282 vers le réservoir 201 grâce aux électrovannes 285 et 286. La pompe 290 fait circuler l'eau dans le circuit de reflux d'eau reminéralisée : via la canalisation de recirculation d'eau reminéralisé 263 puis les dispositifs de reminéralisation jusqu'au réservoir 281. Le débit de la pompe 290 est suivi avec le débit mètre 262. Les pompes 202 et 290 sont protégées par des clapets antiretours 293 et 294. Le clapet antiretour 294 permet également d'empêcher l'eau durant le mode manuel « traitement » d'aller directement dans le réservoir 281 via la pompe 290.

Dans un mode de réalisation le réacteur de désinfection Ultra-Violet UV-C 274 ou un réacteur Ultra-Violet UV-C supplémentaire est disposé en aval du réservoir de stockage 281, afin de réaliser une désinfection finale de l'eau juste avant sa distribution.

Des capteurs de pressions 295a à 295j sont disposés en amont et en aval des différents modules de filtration suivants : les étages de microfiltration 203,223 et 273 ; le filtre à charbon actif 210, les unités de résines échangeuses d'ions 225/226 ; la buse d'injection de CO2 248, les réacteurs de reminéralisations 215, et la soupape de sécurité 296 ; afin de suivre les pressions et pertes de charges. L'automate arrête les actuateurs en cas de pression anormalement importante. Une sécurité physique est rajoutée en plus avec une soupape de sécurité 296.

Les volumes des premier et deuxième réservoirs 201 et 281 sont mesurés grâce à des premier et deuxième capteurs de pression 201a et 281a.

Un capteur 201b de conductivité et de pH peuvent être disposés en amont du premier réservoir 201 pour suivre les caractéristiques de l'eau condensée.

Des vannes 297 et 298 peuvent être ajoutées pour échantillonner l'eau ou purger l'air des canalisations.

Les vannes 264 à 266 servent à purger les réservoirs 201, 235 et 281.

L'eau potable 503 est distribué par gravité via la vanne 281 ou par la pompe 290 et une électrovanne (non identifié).

Ainsi, dans ce deuxième mode de réalisation, on utilise d'amont en aval, au moins les éléments de traitement de l'eau condensée suivants : des moyens de microfiltration (étage(s) de microfiltration 203, 223), des moyens de déionisation sur résines échangeuses d'ions (unité de résine cationique 225, unité de résine anionique 226) et des moyens d'ajout de minéraux (réacteur de reminéralisation 215, module d'injection de CO2 240). Selon une variante préférentielle, on place des moyens de filtration de filtration sur charbon actif (210). De préférence, ces moyens de filtration comprennent un module de filtration sur charbon actif (210) qui est placé entre lesdits moyens de microfiltration et lesdits des moyens de déionisation sur résines échangeuses d'ions.

5.7 Autres modes de réalisation

Dans la suite de la description, on va décrire d'autres modes de réalisation possibles du procédé de traitement de l'eau de l'invention, en relation avec les figures 5 et 6.

Sur la figure 5 sont représentées de manière schématique les éléments/étapes de traitement d'un procédé de traitement d'une eau condensée selon un troisième mode de réalisation, employant un système d'ultrafiltration. Un tel système d'ultrafiltration peut avoir un seuil de coupure (« Molecular Weight Cut-Off ») jusqu'à 10 000 Daltons.

Le procédé de la figure 5 propose une mise en œuvre du traitement d'eau au moins par ultrafiltration, suivie d'une déionisation sur résines échangeuses d'ions, elle-même suivie d'une reminéralisation.

Dans ce troisième mode de réalisation c'est une membrane d'ultrafiltration gravitaire (étage d'ultrafiltration gravitaire 309) qui est utilisée pour la première étape du traitement. L'eau condensée est acheminée jusque dans une membrane d'ultrafiltration gravitaire. Ce type de membrane à l'avantage de ne pas utiliser d'énergie car l'eau s'écoule par gravité à travers les parois. L'objectif est de retirer de l'eau un maximum de composés organiques et de réaliser une désinfection primaire.

L'eau est ensuite recueillie dans un réservoir de récupération 301 puis est pompée par la pompe 302 et ensuite est refoulée vers un module de filtration sur charbon actif 310 contenant du charbon actif granulaire (GAC) que l'eau traverse.

Dans une variante non représentée c'est une ultrafiltration classique qui est utilisée et placée après la pompe 302. Une filtration particulaire (microfiltration, cartouche, sable) peut précéder ce traitement d'ultrafiltration pour filtrer une partie des particules grossières et ainsi réduire les étapes de maintenances de l'ultrafiltration. En fonction de la qualité de l'eau condensée un système de désinfection UV (non représenté) peut également être utilisé en amont de l'ultrafiltration pour réduire la maintenance de la membrane.

En aval du module de filtration sur charbon actif 310, l'eau passe ensuite dans une ou plusieurs unités de résines échangeuses d'ions composés d'ions permettant de retirer une partie ou tous les ions présents dans l'eau (filtration ionique de l'eau). A cet effet, on utilise une unité de résine échangeuse de cations fortement acide(SAC) 325. Dans une variante le traitement dans le réservoir de résine échangeuse de cations fortement acide 325 est suivi d'un traitement dans une autre unité de résine échangeuse d'ions comportant une résine échangeuse d'anions fortement basique (SBA) 326. Si une résine cationique fortement basique à échange de protons H ⁺ est employée, du CO ₂ va être formé entre le HCO3 ^" de l'eau et le H ⁺ relargué par la résine cationique. Afin d'économiser la résine anionique fortement basique un procédé de retrait de CO2 peut être employé entre les deux unités de résine échangeuse d'ions 325 et 326.

Par exemple, un contacteur membranaire 336, placé entre les deux unités de résine échangeuse d'ions 325 et 326, peut être utilisé pour retirer de l'eau certains gaz comme le CO2 ou d'éventuels COV restants.

L'eau est ensuite reminéralisée comme dans le deuxième mode de réalisation décrit précédemment en relation avec la figure 4, par injection de CO2 (module d'injection de CO2 340) et une neutralisation sur de la roche de carbonate de calcium et de magnésium (Neutralisation dans un réacteur de reminéralisation 315) afin d'ajouter à l'eau les ions : Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , HCO3 ^" .

Selon le type d'application on peut en outre, en option, ajouter d'autres minéraux ou changer l'indice de saturation en carbonate par l'injection (module d'injection de réactifs 341) ou l'utilisation d'un ou de plusieurs réactif(s) complémentaire(s) à la neutralisation.

L'injection de ces réactifs peut se faire avant, pendant ou après la neutralisation du CO2 sur la roche alcalino-terreuse (sur la figure 5, on a représenté le cas d'une injection de réactifs dans le réacteur de reminéralisation 315, donc pendant la neutralisation). Cette injection peut être réalisée à l'aide d'une ou plusieurs pompes doseuses.

Selon le mode de réalisation ou de dimensionnement, l'eau produite après la neutralisation du CO2 injecté sur une roche carbonatée peut ne pas atteindre l'équilibre de saturation au CaCÛ3 nécessaire à l'envoie de l'eau dans les canalisations. Dans ce cas, il peut être injecté en plus un réactif sous forme de solution afin d'atteindre l'équilibre calcocarbonique. On peut citer par exemple l'utilisation de soude caustique (NaOH), de carbonate de sodium (Na2CÛ3), de bicarbonate de sodium (NaHC03) ou de chaux vive/oxyde de calcium (CaO) .

L'ajout de CO2 et la neutralisation sur du carbonate de calcium/magnésium va produire une eau comportant du Ca2+, Mg2+, HC03-. Dans le but de changer la proportion ce ces minéraux ou d'ajouter des minéraux complémentaire (Cl-, Na+, S042-, K+, etc.), d'autres réactifs peuvent être employés comme par exemple : hydroxyde de sodium/soude caustique (NaOH), carbonate de sodium (Na ₂ CÛ ₃ ), bicarbonate de sodium (NaHCOs), chaux vive/oxyde de calcium (CaO), chaux éteinte/ Hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), chlorure de calcium (CaCI2), magnésie dolomie (CaCÛ ₃ +MgO), hydroxyde - oxyde de magnésium (Mg(OH)2 - MgO), sulfate de calcium (CaSO-i), chlorure de sodium

(NaCI), acide sulfurique (H2SO4), acide chlorhydrique (HCI), chlorure de potassium (KCL).

Dans un autre mode de réalisations, des inhibiteurs chimiques peuvent également être ajoutés pour éviter des problèmes d'entartage ou de corrosion dans les canalisations.

Après la neutralisation (en aval du réacteur de reminéralisation 315), l'eau reminéralisée est désinfectée (réacteur de désinfection 374) avant d'être stockée dans un réservoir 381 ou envoyée directement vers un lieu d'utilisation (par exemple embouteillage, canalisation d'alimentation, et.). Dans un mode particulier de réalisation l'étape de désinfection 374 ou une nouvelle étape de de désinfection peut être réalisé après le réservoir 381.

En fonction du type d'application l'eau peut être désinfectée avec l'emploi de différentes techniques de désinfection: par rayons ultraviolets (UV), chlore, dioxyde de chlore, ozonation, etc.

En fonction du procédé choisi, cette étape de de désinfection peut également servir d'étape d'oxydation.

Donnons l'exemple d'un mode de réalisation spécifique employant une résine échangeuse de cations faiblement acide (WAC) et une chloration utilisée à titre de technique de désinfection et d'oxydation. L'eau sortant du module de filtration sur charbon actif 310 est envoyée dans un réservoir

325 contenant de la résine échangeuse de cations faiblement acide (WAC) pour retirer de l'eau certains cations indésirables tel que l'ammonium. Le retrait de l'ammonium qui peut être présent en forte concentration dans l'eau condensée va éviter durant la chloration la production de chloramine qui a des propriétés de désinfection moins efficace que le chlore (point critique). L'eau est ensuite reminéralisée (réacteur de reminéralisation 315) et chlorée (réacteur de désinfection 374). Dans ce mode de réalisation, l'objectif de la chloration est également d'oxyder certaines composées. Le chlore va oxyder des composés indésirables tels que le NO2 ^" en NO3 ^" . Selon le mode de réalisation le chlore peut être produit sur place par électrolyse de saumure. Un capteur électrochimique suivra la concentration de chlore libre dans l'eau.

L'eau est ensuite stockée dans un réservoir 481 ou envoyée directement vers un lieu d'utilisation (par exemple embouteillage, canalisation d'alimentation, et.). Dans un mode particulier de réalisation l'étape de désinfection 474 ou une nouvelle étape de de désinfection peut-être réalisé après le réservoir 481.

Dans une variante de réalisation, les résines échangeuses d'ions sont remplacées par une technologie de déionisation électrochimique comme il a été mentionné auparavant en relation avec les figures 3 et 4.

Ainsi, dans cet autre et troisième mode de réalisation du procédé selon l'invention, on utilise un dispositif de traitement d'une eau condensée selon un troisième mode de réalisation, qui comporte d'amont en aval, au moins les éléments de traitement de l'eau condensée suivants : des moyens d'ultrafiltration gravitaire (309), des moyens de déionisation sur résines échangeuses d'ions (unité de résine cationique 325 et éventuellement unité de résine anionique 326) et des moyens d'ajout de minéraux (réacteur de reminéralisation 315, module d'injection de CO2 340). Selon une variante préférentielle, on place un module de filtration sur charbon actif (310) entre lesdits moyens d'ultrafiltration gravitaire et lesdits des moyens de déionisation sur résines échangeuses d'ions. Sur la figure 6 sont représentés de manière schématique les éléments/étapes de traitement d'un procédé selon un quatrième mode de réalisation employant un système d'osmose inverse. Un tel système d'osmose inverse peut avoir un seuil de coupure (« Molecular Weight Cut-Off ») jusqu'à 100 (voire 50) Daltons.

Le procédé de la figure 6 propose une mise en œuvre du traitement d'eau au moins par microfiltration, suivie d'une osmose inverse, elle-même suivie d'une reminéralisation.

Dans ce quatrième mode de réalisation, l'eau condensée recueillie dans le réservoir de récupération 401 est pompée par la pompe 402, cet eau est ensuite refoulée à travers un (ou plusieurs) premier(s) étages de microfiltration 403 (par exemple une filtration particulaire(s) au moyen d'une membrane de microfiltration, à cartouche, à sable). Dans un mode de réalisation particulier, l'un des étages de microfiltration est constitué d'au moins un module d'ultrafiltration. En pratique, cela signifie que le module de microfiltration 403 peut être composé seulement d'un (ou de plusieurs) étage(s) de microfiltration, ou bien à la fois d'un (ou de plusieurs) étage(s) de microfiltration et d'un (ou de plusieurs) étage(s) d'ultrafiltration, ou bien seulement d'un (ou de plusieurs) étage(s) d'ultrafiltration.

L'eau passe ensuite à travers un module de filtration sur charbon actif granulaire 410. Le module de filtration sur charbon actif 410 peut être utilisé soit en préfiltration d'une étape d'osmose inverse (cas représenté sur la figure 6), soit en traitement aval d'une étape d'osmose inverse (affinage) soit les deux.

L'eau passe ensuite à traverse une unité de filtration sur membrane d'osmose inverse 411.

Cette filtration peut être réalisée par une ou plusieurs membranes d'osmose inverse placées en séries, lesdites membranes étant similaires/ identiques ou bien différentes (spécifiques). Cette étape d'osmose inverse à un double rôle : déioniser l'eau et donc supprimer de l'eau les ions indésirables mais également supprimer de l'eau les polluants organiques dissous jusqu'à 50 daltons. En fonction de la qualité de l'eau condensée à traiter, un système de désinfection UV (non représenté) peut être utilisé en amont de l'unité de filtration sur membrane d'osmose inverse 411 pour réduire la maintenance de la membrane.

L'osmose inverse ne retire pas de l'eau le CO2 ou certains gaz qui sont inférieurs à son seuil de filtration comme certains composés organiques. Dans une variante de réalisation, un contacteur membranaire 436, placé en aval de l'unité de filtration sur membrane d'osmose inverse 411, peut être utilisé pour retirer de l'eau une partie de ces gaz. L'avantage de retirer le CO2 est de pouvoir réaliser une déminéralisation totalement maîtrisée sans être dépendant des variations de CO2 de l'eau condensée.

La fin du traitement est similaire au dispositif/procédé présenté pour le traitement par ultrafiltration en relation avec la figure 5 : il s'agit d'une étape de reminéralisation de l'eau avec injection de CO2 (module d'injection de CO2 440) et neutralisation sur calcite (Neutralisation dans un réacteur de reminéralisation 415) suivie d'une désinfection (réacteur de désinfection 474). Le choix du dispositif de désinfection peut être variable en fonction de l'utilisation de l'eau produite (ultraviolet, chloration, dioxyde de chlore, ozone, etc.)

Dans une variante de réalisation des réactifs peuvent être injectés dans l'eau, via un module d'injection de réactifs 441, pour étendre les possibilités de la reminéralisation comme dans le cas du troisième mode de réalisation précédemment décrit en relation avec la figure 5.

Ainsi, dans cet autre et quatrième mode de réalisation du procédé selon l'invention, on utilise un dispositif de traitement d'une eau condensée selon un quatrième mode de réalisation, qui comporte d'amont en aval, au moins les éléments de traitement de l'eau condensée suivants : des moyens de microfiltration (étage de microfiltration 403), des moyens de traitement par osmose inverse (unité de filtration sur membrane d'osmose inverse 411) et des moyens d'ajout de minéraux (réacteur de reminéralisation 415, module d'injection de CO2 440)

Les différents modes de réalisations du dispositif et du procédé de traitement d'eau condensée selon l'invention présentés dans la description qui précède peuvent être destinés à plusieurs applications.

Des dispositifs supplémentaires peuvent être ajoutés en amont ou en aval du dispositif selon l'invention ou bien en amont ou en aval de l'un des traitements formant le dispositif selon l'invention pour faciliter la connexion du dispositif selon l'invention. Nous donnerons l'exemple de la récupération d'eau condensée par un système de climatisation d'un immeuble en vue d'embouteiller l'eau potable produite. Les eaux condensées par les différentes centrales de traitement d'air (CTA) d'un système de climatisation sont centralisées à travers un réseau de canalisation ou égout, et acheminées par gravité, jusqu'à un tuyau se déversant dans une fosse ou un réservoir tampon. Un étage de préfiltration est disposé en amont de la fosse ou réservoir tampon pour récupérer par exemple, par gravité, de grosses particules afin d'éviter de boucher les filtres particulaires (203, 403) et membranaires (309, 411) desdits dispositifs et procédés de traitement d'eau. Cet étage de préfiltration particulaire peut par exemple être constitué d'un panier préfiltre et d'un filtre à poche. L'eau condensée stockée dans le réservoir est ensuite envoyée au réservoir du traitement d'eau (201, 301 ou 401) via une pompe connectée à l'automate du dispositif de traitement selon l'invention.

Dans un mode de réalisation particulier le réservoir tampon peut remplacer le réservoir (201,

301 ou 401) notamment dans le dispositif comprenant un module d'ultrafiltration gravitaire (309).

Dans cet exemple, une unité d'embouteillage est montée en aval dudit dispositif/procédé de traitement selon l'invention .