Environnement

Des membranes pour piéger les solvants

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  Pour la première fois en France, la perméation gazeuse est utilisée pour piéger des COV dans un atelier de fabrication d'intermédiaires pour la pharmacie.



Le nouvel atelier de production d'intermédiaires pharmaceutiques de la société Isochem, à Toulouse, n'émettra pas de " composés organiques volatils " (COV) dans l'atmosphère. Ou très peu : 0,1 kilogramme par heure. C'est le résultat auquel s'est engagée la société Sterling Fluid Systems, qui a installé l'unité de traitement des effluents gazeux. Celle-ci fait appel à la perméation de vapeur, dont c'est le premier exemple d'application dans ce domaine en France. Le procédé consiste à faire passer un mélange gazeux sur une membrane organique qui absorbe préférentiellement certaines molécules en amont pour les relarguer ensuite en aval. Une différence de pression entre les deux faces de la membrane fournit la force motrice " poussant " les molécules. Chez Isochem, le gaz à traiter est de l'azote contenant un solvant volatil : chlorure de méthylène, toluène, acétone, méthanol, etc. Le flux gazeux est comprimé à 4,5 bars avant de passer dans un condenseur qui retient 70 % du solvant. Puis le mélange gazeux restant est dirigé vers le module de perméation. Les molécules de solvant franchissent alors la membrane, laissant ainsi un flux d'azote épuré. L'installation, qui vient d'être mise en service, peut traiter de 50 à 300 mètres cubes par heure et un poids de COV à l'entrée de 75 kilogrammes par heure. Elle ne devrait rejeter que 0,1 kilogramme par heure, soit un taux d'abattement de 99,8 %. Les solvants récupérés, sous forme liquide, seront incinérés par une entreprise spécialisée. Les exigences de l'industrie pharmaceutique interdisent en effet de les réutiliser dans la fabrication. Quant à l'azote épuré, il est envoyé dans la cheminée du site.

Des pointes de débit jusqu'à 300 m3/heure

L'installation, qui a coûté 1,7 million de francs, traitera un seul solvant à la fois, en fonction des fabrications de l'atelier amont. " C'est ce qui nous permet d'obtenir des taux d'abattement si élevés ", explique Jean-Pierre Ramon, de Sterling Fluid Systems. La société, qui a installé une soixantaine d'unités en Europe (Allemagne, Pays-Bas, Belgique...) et en Israël, avance des taux d'abattement allant de 99,6 % pour le dichloroéthane à 99,99 % pour le chlorure de vinyle monomère. " La perméation gazeuse est particulièrement bien adaptée pour des débits de 10 à 1 000 mètres cubes par heure, des teneurs en COV au minimum de 10 grammes par mètre cube - car, au-dessous, elle n'est plus économique - et en monoproduit ", précise Jean-Pierre Ramon. Des conditions qui sont rassemblées dans le cas de l'atelier de Toulouse. De plus, des pointes de débit jusqu'à 300 mètres cubes par heure rendaient problématique le recours à un autre procédé, la cryogénie, envisagé pendant un temps. " D'autant plus que l'un de nos solvants, le chlorure de méthylène, est difficile à arrêter par cryogénie ", ajoute Pierre Grolier, ingénieur " procédé " chez Isochem. Sterling Fluid Systems a développé la perméation gazeuse à partir de son savoir-faire dans les pompes à vide et les compresseurs à anneau liquide, ainsi que dans les modules membranaires mis au point par GKSS, une société de Hambourg. D'autres fournisseurs sont présents sur le marché, dont l'américain MTR (Membrane Technology and Research).



Une membrane composite

La partie " active " de la membrane de perméation gazeuse est un film de polymère, dense, sans aucune porosité et de 1 à 20 micromètres d'épaisseur. Le polymère est en général du polydiméthylsiloxane, PDMS, un élastomère de silicone. Ce polymère " dissout " et favorise le transit des molécules de grande taille, telles que les COV, au détriment des molécules plus petites, telles que l'azote. Afin de résister à la différence de pression entre l'amont et l'aval de la membrane, le film actif est déposé sur un support microporeux en polyétherimide. Selon les fabricants, la membrane est, soit plane, soit tubulaire. Les modules actuels présentent une surface membranaire comprise entre 5 et 20 mètres carrés et peuvent travailler jusqu'à des pressions de 15 bars et des températures de 60 °C.




 

 

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