1. Domaine de l'invention

La présente invention concerne le domaine de la filtration de l’eau, notamment le domaine de la microfiltration et de l’ultrafiltration de l’eau, particulièrement en situation de catastrophe naturelle et/ou de crises humanitaires.

Plus précisément, la présente invention concerne un module de filtration d’eau comprenant au moins un élément de filtration à fibres creuses. L’invention concerne aussi un procédé de filtration d’eau à partir du module de filtration et un procédé de lavage du module de filtration. Enfin, l’invention concerne également une installation de filtration mobile comprenant le module de filtration.

2. Art antérieur

Les procédés de microfiltration et d’ultrafiltration utilisant des éléments de filtration à fibres creuses permettent de fournir un traitement de l’eau adapté pour une consommation humaine, l’eau traitée étant notamment exempte de matières en suspension, de bactéries et de virus.

Un élément de filtration à fibres creuses comprend un faisceau de fibres, creuses et de forme sensiblement cylindrique, qui sont perméables à l’eau mais bloquent le passage des particules au delà d’une certaine taille. Selon la nature des fibres creuses utilisées, l’eau peut être microfiltrée et/ou ultrafiltrée.

Par convention d’un écoulement de bas en haut de l’eau à traiter, un élément de filtration classique, de type filtration de l’extérieur vers l’intérieur, comprend généralement une extrémité basse où les fibres sont noyées dans un bloc de résine imperméable à l’eau et une extrémité haute ou les fibres émergent d’un bloc de résine imperméable à l’eau. L’eau à traiter est introduite à l’extérieur des fibres et l’eau filtrée est récupérée au niveau de l’extrémité haute du module de filtration : l’eau traverse les parois des fibres creuses alors que les particules d’une certaine taille sont retenues par les parois des fibres creuses. Plusieurs éléments de filtration à fibres creuses sont généralement associés en parallèle et disposés à l’intérieur d’une enceinte comprenant un seul point d’injection d’eau à filtrer et un seul point de récupération d’eau filtrée. L’ensemble d’éléments de filtration à fibres creuses et de l’enceinte forme un module de filtration.

Les unités de filtration d’eaux peuvent être de différentes tailles. De même, ces unités peuvent être implantées de manière pérenne ou de manière temporaire. Le mode d’implantation, la taille des unités, le type de filtration, le choix des matériaux et éléments de filtration seront fonction des besoins en eaux, du lieu de livraison, de leur destination, etc. 11 est très couramment utilisé des réseaux collectifs pérennes de production et de distribution d’eau potable, notamment dans les centres urbains. Cependant, dans certaines situations, des territoires et/ou des populations peuvent avoir un besoin urgent et temporaire en eau potable. 11 peut s’agir par exemple de territoires soumis à des crises sanitaires et/ou humanitaires régulières ou ponctuelles. 11 peut s’agir également de territoires, dont les infrastructures habituelles de traitement d’eau sont au moins temporairement hors d’usage, suite notamment à une catastrophe naturelle (cyclone, tremblement de terre, incendie, etc.). Ces situations impliquent de mettre à la disposition de populations locales et/ou d’équipes dédiées à la gestion de ces crises, des modules de filtration. De nombreuses contraintes s’imposent alors. Ainsi, les modules de filtration - et les installations les incorporant - doivent être suffisamment compacts afin de pouvoir être transportés aisément, par voie aérienne, maritime ou routière. En particulier, les modules doivent pouvoir être transportés selon les normes habituelles du cargo aérien. En outre, les modules de filtration doivent être suffisamment résistants pour supporter des conditions de transport parfois agitées. De plus, les modules de filtration doivent être d’une utilisation robuste et simple, afin d’être manipulés (opération, maintenance) sans difficulté excessive pendant plusieurs mois, voire plusieurs années, par des personnes non-expertes. En effet, de tels modules de filtration sont généralement destinés à être déployés dans des territoires où une main d’œuvre qualifiée sera parfois rare, voire absente, nécessitant dès lors la manipulation des modules par des responsables d’Organisations Non-Gouvernementales ou par la population locale. Ainsi, de tels modules de filtration doivent très préférentiellement être suffisamment compacts, simples à utiliser, robustes. En outre, la mise en œuvre d’opérations simples de maintenance doit être possible, voire privilégiée. En effet, la durée de vie d’un module est dépendante notamment de l’encrassement des éléments de filtration. L’opération de maintenance principale est le lavage des éléments de filtration qui s’encrassent peu à peu au cours des filtrations successives. Une autre opération de maintenance peut par exemple être le remplacement d’éléments de filtration défectueux. Enfin et surtout, ces modules doivent être suffisamment versatiles pour être déployés dans des territoires dépourvus d’équipements d’adduction et de potabilisation d’eau. En particulier, ils doivent pouvoir être déployés dans des territoires où la disponibilité en eau se limite à des sources naturelles (rivières, lacs, étangs, nappe phréatique, etc.), lesquelles pouvant être polluées.

Afin d’accompagner davantage les populations locales faisant face à une crise humanitaire et à un état de catastrophe naturelle, les équipes de secours (ex. armée, Organisations Non-Gouvernementales, etc.) sont toujours à la recherche d’équipements qui soient facilement déployables, résistants à des conditions de transport rudimentaires, robustes et simples d’utilisation, avec une maintenance aisée et possible de la part de personnes non-expertes. Cela s’applique tout particulièrement aux installations de production et de distribution d’eau potable, qui est un besoin élémentaire de première urgence en situation de crise.

3. Objectifs de l'invention

Ainsi, la présente invention a pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’un module pour la filtration d’eau, et d’une installation le contenant, permettant la production d’eau potable dans des situations d’urgences, notamment en cas de crise humanitaire et/ou de catastrophe naturelle.

La présente invention a pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’un module pour la filtration d’eau, et d’une installation le contenant, étant robuste, simple d’utilisation et de maintenance aisée, notamment par des personnes non-expertes.

La présente invention a pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’un module pour la filtration d’eau, et d’une installation le contenant, pouvant être déployée dans des territoires dépourvus de tout équipement de potabilisation d’eau. La présente invention a notamment pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’une installation de filtration pouvant fonctionner de manière autonome. La présente invention a pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’un module pour la filtration d’eau, et d’une installation le contenant, pouvant être déployée dans des territoires où la seule source d’eau disponible est une source naturelle, par exemple une rivière, dont les eaux pourraient être polluées.

La présente invention a pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’un module pour la filtration d’eau, et d’une installation le contenant, étant suffisamment compact pour pouvoir être transporté par tout moyen habituel, que ce soit par voie aérienne, maritime ou routière, et respectant notamment les normes standard du cargo aérien.

La présente invention a pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, la fourniture d’un module pour la filtration d’eau pouvant être transporté de manière déjà assemblée.

4. Exposé de l'invention

La présente invention est selon le jeu de revendications.

Dans un premier aspect, la présente invention concerne un module pour la filtration d’eau, notamment pour la microfiltration d’eau ou l’ultrafiltration d’eau, comprenant une enceinte fermée par un couvercle et au moins un élément de filtration à fibres creuses.

L’enceinte comprend un point d’injection d’eau à filtrer, un point de récupération d’eau filtrée et optionnellement un point de vidange.

Chaque élément de filtration présente une extrémité haute où les fibres creuses sont ouvertes, l’eau ne pouvant s’écouler au travers de ladite extrémité haute que par l’intérieur des fibres creuses, et une extrémité basse où les fibres creuses sont fermées.

L’enceinte comprend une plaque haute de positionnement et une plaque basse de positionnement disposées à l’horizontal. La plaque haute comprend au moins un trou, débouchant. La plaque basse comprend au moins un trou, débouchant ou borgne, en alignement avec le trou correspondant de la plaque haute.

Le point d’injection d’eau est disposé entre les plaques haute et basse. Le point de vidange est, le cas échéant, aussi disposé entre les plaques haute et basse. Le point de récupération d’eau est disposé au dessus de la plaque haute. L’extrémité haute de chaque élément de filtration est ceinte latéralement d’un fourreau haut comprenant une collerette.

L’élément de filtration s’emboîte en ses extrémités haute et basse dans respectivement le trou de la plaque haute et le trou de la plaque basse, la collerette du fourreau haut formant butée avec une surface inférieure de la plaque haute.

Les expressions telles que par exemple « haut », « bas », « supérieur », « inférieur », « au-dessus », « en-dessous » sont utilisées pour décrire un module dans son implantation usuelle, c’est-à-dire en position verticale « debout » afin de permettre un écoulement conventionnel ascensionnel de l’eau à filtrer du bas vers le haut. En effet, selon la présente convention, l’eau à filtrer est injectée au niveau du point d’injection et remplit, au moins en partie, le volume de l’enceinte compris entre la plaque haute et la plaque basse. L’eau traverse les parois des fibres creuses alors que les particules de taille supérieure à la taille de coupure des fibres creuses sont bloquées par les parois des fibres creuses. L’eau filtrée à l’intérieure des fibres creuses ressort par l’extrémité haute de chaque élément de filtration puis est récupérée au niveau du point de récupération de l’enceinte disposé au dessus de la plaque haute. Alternativement, les termes « aval » et « amont » pourraient être utilisés.

La terminologie ci-dessous est utilisée à des fins de clarté. Cela n’exclut pas l’implantation des modules de filtration dans des positions non-usuelles. En effet, dans certains cas, les modules de filtration pourraient être implantés de manière non-usuelle, en raison de contraintes propres aux territoires concernés. Ainsi, de tels modules pourraient être en position verticale « inversée » afin de permettre un écoulement gravitationnelle de l’eau à filtrer du haut vers le bas. Alternativement, de tels modules pourraient être en position horizontale « couchée ».

Le module selon l’invention permet ainsi une fixation simple de chaque élément de filtration par un double emboîtement des extrémités de chaque élément de filtration dans les trous disposés à cet effet des plaques haute et basse. En d’autres termes, les éléments de filtration sont pris en sandwich entre les deux plaques de positionnement. La plaque haute repose de plus en partie sur la collerette de chaque fourreau haut, ce qui stabilise chaque élément de filtration et les empêchent de se mouvoir en translation vers le haut. Ceci présente l’avantage d’assurer un bon maintien de chaque élément de filtration, ce qui est nécessaire pour garantir leur intégrité tout au long de la vie du module. Ceci permet notamment de garantir que le module puisse être transporté dans n’importe quelle position et soumis à un certain nombre de chocs de petite amplitude, sans en être affecté. Ceci garantit également que les éléments de filtration sont fixés de manière adaptée par rapport aux conditions de fonctionnement du module. Finalement, ceci permet d’optimiser l’encombrement en hauteur du module : en effet, la fixation de chaque élément de filtration n’entraîne pas d’encombrement en hauteur supplémentaire que la hauteur même de l’élément de filtration, permettant un dimensionnement du module adapté aux multiples modes de transport, et notamment ceux du cargo aérien.

L’enceinte comprend un carter, de forme avantageusement cylindrique, terminé en son extrémité basse par une base. L’enceinte est fermée en sa partie haute par un couvercle, de forme avantageusement d’ellipsoïde aplati. Préférentiellement, l’enceinte fermée par son couvercle a une hauteur maximale de 1600mm. Cette hauteur limite est spécifiquement adaptée au transport par cargo aérien. Préférentiellement, l’empreinte au sol du module est incluse dans un rectangle de côtés 1200 mm et 800mm. Cette empreinte au sol limite est spécifiquement adaptée au transport par cargo aérien sur palettes.

L’enceinte peut être construite en différents matériaux en fonction des propriétés des eaux à filtrer. L’enceinte peut notamment être en matière plastique, en acier inoxydable ou revêtu, ou encore en matériau composite.

Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, le couvercle et la plaque haute sont amovibles. Ceci a pour avantage de permettre le remplacement d’un élément de filtration défectueux. En effet, une fois le couvercle retiré, la plaque haute peut être retirée par simple déboitement avec le(s) élément(s) de filtration, l’élément de filtration défectueux pouvant être retiré par simple déboitement avec la plaque basse. Lorsque le couvercle est amovible, celui-ci est fixé à l’enceinte avec au moins un moyen amovible de fixation, par exemple du type vis et écrou. La plaque haute peut notamment être rendue amovible en disposant cette dernière en partie en appui sur une collerette disposée en partie haute du carter. Des moyens de préhension peuvent également être disposés sur la surface supérieure de la plaque haute afin de rendre cette dernière plus facilement amovible.

Alternativement, de manière moins préférée, le couvercle n’est pas amovible et est fixé à l’enceinte de manière permanente et définitive. Ce mode de réalisation pourrait être privilégié lorsque le module est déployé dans un territoire où les risques de dégradation sont élevés.

Le point d’injection d’eau permet notamment d’injecter une eau à filtrer lors d’un procédé de filtration. Le point de vidange permet notamment de récupérer une eau de lavage chargée en particules solides lors d’un procédé de lavage. 11 est avantageusement disposé en partie basse entre la plaque haute et la plaque basse. Le point de vidange est optionnel. En effet, selon certains modes de réalisation une vidange peut être mise en œuvre au niveau du point d’injection d’eau. Le point de récupération permet notamment de récupérer une eau filtrée lors d’un procédé de filtration ou d’injecter une eau de lavage lors d’un procédé de lavage.

Les éléments de filtration comprennent des fibres creuses dont la partie haute est ceinte d’un fourreau haut comprenant une collerette. Le fourreau haut de chaque élément de filtration peut comprendre une zone lisse comportant au moins une rainure dans laquelle est insérée un joint torique. L’insertion d’un joint torique permet d’assurer une bonne étanchéité au niveau de l’emboîtement entre l’extrémité haute d’un élément de filtration et le trou correspondant de la plaque haute. Ceci a pour avantage d’assurer que toute l’eau recueillie au niveau du point de récupération est bien une eau qui a été filtrée par les fibres creuses, et que celle-ci n’est pas contaminée, même de manière résiduelle, par une eau souillée.

Chaque trou de la plaque haute peut être prolongé par un guide débordant faisant saillie vers le bas et formant butée avec la collerette du fourreau haut de chaque élément de filtration. Ceci a pour avantage de réduire l’épaisseur de la plaque haute tout en assurant un bon maintien de l’extrémité haute de chaque élément de filtration.

Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’extrémité basse de chaque élément de filtration est ceinte latéralement d’un fourreau bas comprenant une collerette. La collerette du fourreau bas forme butée avec une surface supérieure de la plaque basse. Ce mode de réalisation entrave le mouvement en translation vers le bas de chaque élément de filtration. Selon ce mode de réalisation, chaque trou de la plaque basse peut être prolongé par un guide débordant faisant saillie vers le haut et formant butée avec la collerette du fourreau bas. La partie basse de chaque élément de filtration peut également comprendre au moins un joint torique permettant d’assurer une bonne étanchéité au niveau de l’emboîtement entre l’extrémité basse d’un élément de filtration et le trou correspondant de la plaque basse.

Chaque trou de la plaque basse est préférentiellement un trou débouchant. Alternativement, chaque trou de la plaque basse pourrait être borgne, et former dès lors uniquement une encoche dans laquelle l’élément de filtration reposerait.

L’extrémité basse de chaque élément de filtration peut comprendre des perforations. De telles perforations peuvent être destinées notamment au passage de l’air. L’utilisation de tels éléments de filtration est particulièrement recommandée avec des plaques basses dont les trous sont débouchants. Si de l’air est injecté dans la partie basse de l’enceinte, c’est-à-dire en dessous de la plaque basse, cet air passera au travers des perforations des éléments de filtration, entraînant la vibration des fibres creuses. De telles vibrations permettent une action de lavage mécanique des fibres creuses. L’air peut être injecté au niveau d’un point d’injection d’air disposé en dessous de la plaque basse et purgé grâce à au moins un purgeur d’air disposé entre la plaque haute et la plaque basse.

Préférentiellement, la plaque haute comprend plusieurs trous de même diamètre alignés un à un avec des trous correspondants de la plaque basse. Selon un mode de réalisation particulier, les plaques haute et basse comprennent chacune huit trous.

Dans un deuxième aspect, l’invention concerne aussi un procédé de filtration d’eau. Ce procédé comprend une étape de filtration dans un module selon l’invention comprenant :

- l’injection, en continu, de l’eau dans ledit module au niveau du point d’injection d’eau et,

- la récupération, en continu, d’une eau filtrée dans ledit module au niveau du point de récupération.

Du fait de l’utilisation d’éléments de filtration à fibres creuses, le procédé de filtration est du type microfiltration ou ultrafiltration. On entend par microfiltration, une filtration permettant de bloquer des particules de taille supérieure à une taille comprise entre 10 et 0,1 gm. On entend par ultrafiltration, une filtration permettant de bloquer des particules de taille supérieure à une taille comprise entre 0,1 mih et 0,01 mih. Selon un mode de réalisation particulier, les éléments de filtration à fibres creuses du module permettent de bloquer les particules de taille supérieure à 0,04 mih.

L’eau est préférentiellement injectée à une pression relative comprise entre 0.1 et 1.5 bars, de préférence à une pression relative comprise entre 0.3 bar et 1,2 bar. Le procédé peut ainsi être mis en œuvre avec des pompes usuelles et est peu consommateur en énergie. Selon un mode de réalisation particulier, les fibres creuses de chaque élément de filtration sont des fibres creuses qui bloquent les particules de taille supérieure à 0,04 mih. Ce mode de réalisation présente comme avantage d’être mis en œuvre à faible pression tout en garantissant un bon débit de filtration et une bonne qualité de filtration.

Le procédé peut comprendre au moins une étape de filtration clarifiante avant l’étape de filtration dans le module. On entend par filtration clarifiante, une filtration permettant de retenir des particules de taille supérieure à une taille comprise entre 450 gm et 10 gm. L’étape de filtration clarifiante permet de retirer les particules de plus grosse taille afin de limiter l’encrassement du module de filtration et donc la fréquence de lavage des éléments de filtration. Selon un mode de réalisation particulier, ladite étape de filtration clarifiante permet de retenir les particules de taille supérieure à 130 gm. Ce mode de réalisation a pour avantage de permettre une filtration clarifiante efficace tout en garantissant une faible perte de charge.

Le procédé peut comprendre une étape de filtration sur charbon actif après l’étape de filtration dans le module. L’étape de filtration sur charbon actif permet de piéger certaines substances colorantes et/ou olfactives non retenues par les éléments de filtration. En effet, bien que ces substances ne présentent pas de réel danger sanitaire, il est préférable de les retirer de l’eau afin d’obtenir une eau aussi incolore et inodore que possible pouvant être identifiée comme « une eau saine ». L’étape de filtration sur charbon actif permet aussi éventuellement de piéger certains polluants chimiques.

Dans un troisième aspect, l’invention concerne aussi un procédé de lavage d’un module selon l’invention. Ce procédé comprend une injection d’une solution de lavage dans le module, une injection d’air au niveau du point d’injection d’air, l’air mettant en vibration les fibres creuses et, une récupération de la solution de lavage au niveau du point d’injection d’eau du module et/ou le cas échéant au niveau du point de vidange. L’air injecté permet de créer des écoulements fortement turbulents entre les fibres creuses afin de décrocher les particules qui s’accumulent sur la surface externe des parois des fibres creuses.

Avec un compresseur d’air usuel, l’air peut notamment être injecté à une pression comprise entre 0 et 8 bars. En particulier, l’air peut être injecté à une pression supérieure à 1 bar, une pression supérieure à 2 bars, une pression supérieure à 3 bars, une pression supérieure à 4 bars, une pression supérieure à 5 bars, une pression supérieure à 6 bars, une pression supérieure à 7 bar, ou encore une pression égale à 8 bars.

Dans un quatrième aspect, l’invention concerne une installation mobile de filtration d’eau comprenant :

- un module selon l’invention ;

- des moyens de pompage adaptés pour déplacer une eau à traiter depuis une source jusqu’au point d’injection du module;

- des moyens de raccordement entre la source d’eau à traiter, lesdits moyens de raccordement et ledit module.

L’installation mobile peut comprendre en outre des moyens complémentaires de filtration placés avant ou après le module, notamment des moyens de dégrillage, de filtration clarifiante, de filtration sur charbon actif, des moyens de contrôle du débit placés avant ou après le module, des moyens de contrôle de la qualité de l’eau entrant ou sortant du module, des moyens d’alimentation en énergie et des moyens de stockage d’eau placés avant ou après le module.

L’installation mobile peut également comprendre un compresseur d’air permettant d’injecter, le cas échéant, de l’air comprimé au niveau du point d’injection d’air du module.

Ce type d’installation peut être facilement monté et démonté et déplacé en fonction du besoin. De plus ce type d’installation peut être mis en œuvre de manière autonome et ne nécessite pas d’infrastructure préexistante. 5. Liste des figures

L’invention, ainsi que les différents avantages qu’elle présente, seront plus facilement compris grâce à la description qui va suivre d’un mode non limitatif de réalisation de celle-ci, donnée en référence aux Figures suivantes :

La Figure IA représente une vue de face d’un module de filtration selon l’invention. Comme il a déjà été mentionné plus haut, une convention d’un écoulement vertical du bas vers le haut de l’eau a été adoptée.

La Figure IB représente une vue en coupe du module de filtration selon la Figure IA, pour lequel le couvercle a été retiré. Parmi les éléments de filtration, seul l’élément de filtration central est représenté par souci de clarté.

La Figure IC est un agrandissement de la Figure IB au niveau de la plaque basse.

La Figure 1D est un agrandissement de la Figure IB au niveau de la plaque haute.

Les Figures 2A et 2B représentent l’extrémité haute, respectivement l’extrémité basse, d’un élément de filtration utilisé dans le module selon la Figure IA.

Les Figures 3A et 3B représentent la plaque haute de positionnement en perspective, respectivement vue de face, du module selon la Figure IA.

La Figure 4 représente schématiquement une installation comprenant le module selon la Figure IA.

6. Description détaillée d'un mode de réalisation

6.1 - Module de filtration

En référence aux Figures IA, IB, IC et 1D, le module 1 de filtration comprend une enceinte 10 et huit éléments de filtration 50 à fibres creuses 55.

L’enceinte 10 comprend un carter 11, de forme principalement cylindrique. Le carter 11 est terminé en son extrémité basse par une base 12 et en son extrémité haute par une collerette 13.

L’enceinte 10 est fermée en sa partie haute par un couvercle 14, amovible, muni d’une collerette 15. Le couvercle 14 a une forme d’ellipsoïde aplati.

L’enceinte 10 comprend également une plaque basse 20 de positionnement et une plaque haute 30 de positionnement, sensiblement horizontales. La plaque basse 20 a un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du carter 11. Elle est fixée au fond de l’enceinte 10 sans toutefois toucher la base 12. Elle peut notamment être soudée ou collée aux parois latérales du carter 11.

La plaque haute 30 a un diamètre supérieur au diamètre intérieur du carter 11. Elle repose en appui sur la collerette 13 du carter 11.

Un ensemble de boulons 18 est disposé uniformément selon une géométrie circulaire, lesquels boulons traversant la collerette 15 du couvercle 14, la plaque haute 30 et la collerette 13 du carter 11. Les boulons 18 permettent ainsi de serrer entre eux la collerette 15 du couvercle 14, la plaque haute 30 et la collerette 13 du carter 11. Des joints circulaires plats (non représentés) peuvent être insérés entre la collerette 15 du couvercle 14 et la plaque haute 30, et/ou entre la collerette 13 du carter 11 et la plaque haute 30. Ceci permet de garantir la bonne étanchéité entre l’intérieur et l’extérieur de l’enceinte 10.

Comme il sera décrit plus en détail ci-dessous, les éléments de filtration 50 viennent s’emboîter en leur extrémité haute 51 et basse 52 dans des trous 31 de la plaque haute 30, respectivement de la plaque basse 20.

L’enceinte 10 présente un point d’injection d’une eau 41, un point de vidange 47 et un point d’injection pour lavage chimique 48, disposés tous les trois entre la plaque basse 20 et la plaque haute 30, en partie basse. Comme il sera décrit plus en détail dans les sections dédiées au procédé de filtration et aux procédés de lavage, le point d’injection d’une eau 41 permet d’injecter une eau à filtrer lors d’un procédé de filtration et le point de vidange 47 permet de récupérer une eau de lavage chargée en particules solides lors des procédés de lavage. A noter que le point de vidange 47 est facultatif puisque l’eau de lavage chargée en particules solides pourrait éventuellement être récupérée au niveau du point d’injection d’une eau 41. Comme il sera également décrit plus en détail dans la section dédiée aux procédés de lavage, le point d’injection pour lavage chimique 48 permet d’injecter une eau chlorée dans un procédé de lavage. A noter que le point d’injection pour lavage chimique 48 est facultatif puisque l’eau chlorée pourrait éventuellement être injectée au niveau du point d’injection d’une eau 41.

L’enceinte 10 présente aussi un point de récupération 42, disposé sur le couvercle 14. Le point de récupération 42 permet de récupérer une eau filtrée ou d’injecter une eau de lavage. A noter, qu’un point d’injection d’une eau de lavage pourrait également être disposé sur le couvercle 14 séparément du point de récupération 42.

En outre l’enceinte 10 présente un point d’injection d’air 43, disposé entre la base 12 et la plaque basse 20. Le point d’injection d’air 43 permet d’injecter de l’air dans l’enceinte 10, utile notamment lors d’un procédé de lavage. Enfin l’enceinte 10 présente un purgeur d’air 45 en haut du volume situé entre les plaques basse 20 et haute 30 permettant de purger l’air introduit dans l’enceinte 10. L’enceinte 10 présente également un purgeur d’air 46 en haut du couvercle 14 permettant de purger l’air se trouvant le cas échéant dans l’enceinte 10 au-dessus de la plaque haute 30. 11 est à noter cependant que les fibres creuses 55 sont normalement imperméables à l’air.

L’enceinte 10 peut être construite en différents matériaux en fonction des propriétés des eaux à filtrer. L’enceinte peut notamment être en matière plastique, en acier inoxydable ou revêtu, ou encore en matériau composite.

Le dimensionnement du module 1 de filtration est spécifiquement adapté au transport par fret aérien sur palettes. En effet, il a un encombrement adapté pour avoir une emprise au sol maximum de 1200mm x 800mm (« dimension palette ») et une hauteur maximale de 1600mm. Plus précisément, la hauteur du module 1 (hauteur du carter 11 + hauteur du couvercle 14) fait exactement 1600mm. Le carter 11 a un diamètre interne de 502mm. Le volume interne de la partie du carter 11 comprise entre la plaque haute 30 et la plaque basse 20 a un volume de 227 Litres à vide (sans élément de filtration 50) et de 214L une fois les éléments de filtration 50 mis en place.

En référence aux figures 2A et 2B, les éléments de filtration 50 sont de forme sensiblement cylindrique et comprennent un ensemble de fibres creuses 55 maintenues entre elles par une grille (non représentée) les ceinturant. Au niveau de l’extrémité haute 51 d’un élément de filtration 50, les fibres creuses 55 voient leur extrémité émerger d’un bloc d’enrobage rigide 510. Le bloc d’enrobage rigide 510 est fait d’une résine imperméable à l’eau. Au niveau de l’extrémité basse 52 d’un élément de filtration 50, l’extrémité des fibres creuses 55 est noyée dans un bloc d’enrobage rigide 520. Le bloc d’enrobage rigide 520 est également imperméable à l’eau. Ainsi, les fibres creuses 55 sont ouvertes en leur extrémité haute et fermées en leur extrémité basse. Ceci permet de récupérer une eau filtrée au niveau de l’extrémité haute 51 de l’élément de filtration 50. En outre, le bloc d’enrobage rigide 520 présente des perforations 58 permettant de laisser passer l’air de part et d’autre de la plaque basse 20 entre les fibres creuses 55.

Un fourreau haut 60 ceint l’extrémité haute 51. Le fourreau haut 60 comprend de bas en haut, une collerette 62 et une zone lisse 61 comportant deux rainures dans lesquelles sont introduits deux joints toriques 63. Les joints toriques 63 permettent d’assurer une bonne étanchéité entre le volume à l’intérieur de l’enceinte 10 compris entre les plaques basse 20 et haute 30 et, le volume à l’intérieur de l’enceinte 10 situé au dessus de la plaque haute 30.

Un fourreau bas 70 ceint l’extrémité basse 52. Le fourreau bas 70 comprend une collerette 71. Un joint torique 73 est disposé autour du bloc d’enrobage rigide 520 de l’extrémité basse 52.

Les éléments de filtration 50 ont une hauteur de 1195 mm et un diamètre de 130 mm au niveau de leur extrémité haute 51.

En référence aux Figures 3A et 3B, la plaque haute 30, comprend huit trous 31 débouchants de même diamètre. Le diamètre d’un trou 31 est adapté pour permettre l’emboitement de l’extrémité haute 51 d’un élément de filtration 50. Un guide débordant 33 de même diamètre qu’un trou 31 prolonge chaque trou 31, faisant saillie vers le bas. L’extrémité basse des guides débordants 33 forme butée contre la collerette 62 du fourreau haut 60 des éléments de filtration 50. Les guides débordants 33 permettent d’assurer un bon maintien de l’extrémité haute 51 des éléments de filtration 50 tout en réduisant l’épaisseur de la plaque haute 30. La plaque basse 20 comporte les mêmes éléments que la plaque haute 30, notamment huit trous débouchants en alignement avec les trous 31 débouchants de la plaque haute. La collerette 71 du fourreau bas 70 des éléments de filtration 50 forment butée contre une surface supérieure de la plaque basse 20, cette surface supérieure pouvant également éventuellement être formée par des guides débordants en saillie vers le haut.

La plaque haute 30 comprend également des éléments de préhension 32 disposés sur sa surface supérieure. Les éléments de préhension 32 permettent de retirer la plaque haute 30, notamment lorsque des éléments de filtration 50 doivent être changés. Les plaques haute 30 et basse 20 ont une épaisseur de 150 mm. Les trous 31 qui y sont disposés ont un diamètre égal à 132 mm. La plaque haute 30 a de plus un diamètre de 590 mm, supérieur au diamètre interne du carter 11. 6.2 - Installation de filtration

En référence à la Figure 4, une installation mobile 100 comprenant un module de filtration 1 selon l’invention peut être déployée à proximité d’une source d’eau à traiter 105. La source d’eau à traiter 105 est une eau non potable, notamment du fait des microparticules et/ou micro-organismes qu’elle contient. L’installation 100 permet d’obtenir une eau potable 106 en sortie d’installation.

L’installation mobile 100 comprend en amont du module 1 une ou plusieurs unités de filtration clarifiante 2 ; 5. L’installation 100 peut notamment comprendre une unité de dégrillage 2 disposé au niveau du prélèvement de l’eau à traiter 105. Le moyen de dégrillage 2 peut par exemple comprendre une crépine permettant de retenir les particules de taille supérieure à 500 gm. L’installation peut aussi comprendre une unité de pré-filtration 5. Le moyen de pré-filtration 5 peut par exemple être un filtre permettant de retenir les particules de taille supérieure à 130 gm. L’unité de dégrillage 2 et l’unité de pré-filtration 5 permettent de limiter l’encrassement trop rapide du module 1. L’installation 100 comprend également une pompe 3 permettant de transporter l’eau à traiter depuis sa source 105 jusqu’au module 1 et des éléments permettant de contrôler l’injection d’eau dans le module î, incluant notamment une ou plusieurs vannes 4, un ou plusieurs réducteurs de pression 6 et un ou plusieurs débitmètres 7. Les débitmètres 7 peuvent être des compteurs munis d’une tête émettrice, permettant par exemple de piloter via un module de contrôle (non représenté) l’adjonction de produits chimiques comme le chlore en fonction du débit ou encore de simples rotamètres permettant de contrôler le débit à l’œil nu .

L’installation 100 comprend en parallèle, en amont du module 1, un compresseur d’air 9 permettant d’introduire dans e module 1 de l’air comprimé, utile lors du lavage de ce dernier.

L’installation 100 comprend en aval du module 1 une unité de filtration sur charbon actif 8. L’unité de filtration sur charbon actif 8 permet de retenir une éventuelle pollution chimique et/ou certaines substances colorantes et/ou olfactives non retenues par le module 1. Une unité d’adjonction de chlore (non représentée) peut également être disposée en aval du module 1 afin de limiter toute nouvelle contamination. Des moyens de raccordement 9, tels des tuyaux, permettent de raccorder les différents éléments de l’installation 100 entre eux. Des moyens d’alimentation en énergie (non-représentés), tel un groupe électrogène, permettent d’alimenter en énergie la pompe 3 ou le compresseur d’air 9 lorsque ceux-ci ne sont pas autoalimentés. Des moyens de stockage de l’eau (non représentés) peuvent être disposés en amont du module 1 pour stocker de l’eau à traiter et/ou en aval pour stocker l’eau potable 106.

Ainsi l’ensemble des éléments constituant l’installation 100 peut être transporté par cargo aérien. L’installation 100 est facilement montable, démontable et déplaçable. Elle est de plus complètement autonome et ne nécessite pas d’infrastructure préexistante.

6.3 - Procédé de filtration d'un module

Une eau à filtrer est injectée au niveau du point d’injection d’eau 41 d’un module 1. L’eau à filtrer remplit le volume de l’enceinte 10 compris entre la plaque basse 20 et la plaque haute 30. Les fibres creuses 55 des éléments de filtration 50 laissent passer les molécules d’eau et retiennent les particules de taille supérieure à une valeur de coupure des fibres creuses. L’eau ainsi filtrée à l’intérieur des fibres creuses 55 ressort de l’extrémité haute 51 des éléments de filtration 50 et se déverse dans le volume de l’enceinte 10 situé au dessus de la plaque haute 30. L’eau filtrée est récupérée au niveau du point de récupération 42.

Pour des fibres creuses retenant les particules de taille supérieure à 0,04 gm, une pression relative d’injection allant de 0,3 bar à 1,2 bar peut être utilisée. En particulier, à une pression relative d’injection comprise entre 0,3 et 1,2 bars, un débit de filtration de module de 7,5 m ³ /h est obtenu avec la plupart des eaux brutes 105.

6.4 - Procédés de lavage d'un module

De manière générale dans les procédés de lavage du module 1, une solution de lavage est introduite dans le module 1. En outre, de l’air est introduit au niveau du point d’injection d’air 43. Du fait des perforations 58 dans le bloc d’enrobage rigide 520 de l’extrémité basse 52 des éléments de filtration 50, l’air diffuse entre les fibres creuses 55 créant ainsi des écoulements fortement turbulents permettant de décrocher les particules fixées sur la surface externe des fibres creuses 55. La solution de lavage chargée en particule est récupérée au niveau du point de vidange 47 du module 1.

Plus précisément, il existe deux types de procédés de lavage.

Le premier type de procédé de lavage est un procédé simple effectué très régulièrement, par exemple quotidiennement. Ce procédé comprend le remplissage du volume intérieur du carter 11 compris entre la plaque haute 30 et la plaque basse 20 par injection d’une eau non filtrée au niveau du point d’injection d’eau 41. Puis de l’air est injecté au niveau du point d’injection d’air 43 pendant environ 2 minutes. Enfin de l’eau filtrée est injectée au niveau du point de récupération 42 pendant 3 à 5 minutes à un débit égal à environ 1,5 fois le débit de filtration. L’eau filtrée injectée au niveau du point de récupération pénètre à l’intérieur des fibres creuses 55 puis traverse leur paroi favorisant ainsi le décrochement des particules fixées sur la surface externe des fibres creuses 55. On parle parfois de « rétrolavage », ce procédé de lavage se faisant à partir d’un écoulement d’eau en sens inverse par rapport au procédé de filtration. Une solution chargée en particule est finalement récupérée au niveau du point de vidange 47 du module 1.

Le deuxième type de procédé de lavage est un procédé chimique effectué plus rarement, notamment en cas de non-récupération des performances du module 1 malgré le lavage simple mis en œuvre selon le premier type de procédé. Ce procédé comprend le remplissage du volume intérieur du carter 11 compris entre la plaque haute 30 et la plaque basse 20 par injection d’une eau filtrée chlorée au niveau du point du point d’injection pour lavage chimique 48. Puis de l’air est injecté au niveau du point d’injection d’air 43 pendant environ 2min toutes les 30 minutes sur une durée totale de 2 heures. Enfin, le module 1 est vidé au niveau du point de vidange 47.

6.5 - Maintenance d'un module

L’entretien du module 1 ne nécessite pas d’expertise particulière.

De manière périodique, par exemple quotidiennement, le module 1 doit être lavé selon le procédé de premier type décrit dans la section précédente. En fonction des caractéristiques de l’eau à traiter, un lavage selon le procédé du deuxième type est également nécessaire de manière plus ou moins fréquente, par exemple de manière hebdomadaire, mensuelle ou trimestrielle.

De plus, après une longue utilisation d’un module 1, certains éléments de filtration 50 doivent être remplacés suite à la rupture de fibres creuses 55. 11 suffit alors de retirer le couvercle 14 et la plaque haute 30. Les modules de filtration 50 jugés défectueux peuvent alors être remplacés.