King Wo LI
a soutenu sa thèse le 10 octobre 2018 :
Membranes polymères pour le traitement d’eau de production sur plateforme offshore
Préparée au sein de l’école doctorale Sciences GAIA et de l’unité de recherche – Institut Européen des Membranes (UMR 5635) – .
Spécialité : Génie des Procédés
devant le jury composé de :
•Christelle GUIGUI, Professeur, LISBP INSA Toulouse – Rapporteur
•Jean-François LAHITTE, Maître de conférences, LGC Toulouse – Rapporteur
•Alexandra MONTEMBAULT, Maître de conférences, IMB Université Lyon 1- Examinateur
•Jean-Pierre MERICQ, Maître de conférences, IEM Montpellier – Examinateur
•Denis BOUYER, Professeur, IEM Montpellier – Directeur de thèse
•André DERATANI, Professeur, IEM Montpellier – Co-directeur de thèse
Résumé :
Ce projet vise à fabriquer une nouvelle génération de membranes polymères hydrophiles à base d’un polymère biosourcé, l’Hydroxypropyl Cellulose (HPC), pour une application dans le traitement des eaux de production. Ces membranes polymères viendront se substituer sur les plateformes offshores aux procédés classiques de traitement en raison de leur compacité, de leur légèreté et de leur aptitude à éliminer efficacement à la fois l’huile et les particules en suspension. Les membranes ont été élaborées via une méthode de séparation de phase originale par augmentation de la température au-dessus de la température critique (LCST-TIPS process). Deux voies d’élaboration ont été étudiées au cours de la thèse selon le mode de réticulation chimique envisagé, l’une en voie acide et l’autre en voie basique. En voie acide, la réticulation a été effectuée à l’aide du Glutaraldehyde alors qu’en voie basique, elle a été réalisée via le Poly(éthylène glycol) diglycidyl éther. Le processus d’élaboration a été contrôlé pour maîtriser les cinétiques des phénomènes élémentaires (séparation de phase, évaporation, réticulation chimique). Les membranes ont été caractérisées via un suivi rhéologique, l’analyse de la morphologie membranaire (MEB) et les performances en filtration ont été étudiées in fine. La fabrication des membranes sous forme de fibres creuses a également été initiée aux cours de la thèse.
Abstract:
This project aims to develop a new generation of hydrophilic polymer membranes based on a biosourced polymer, Hydroxypropyl Cellulose (HPC), for application in the treatment of produced water. These polymeric membranes should replace on offshore platforms the conventional treatment processes because of their compactness, their lightness and their ability to effectively remove both oil and suspended particles. The membranes were developed using an original phase inversion method by increasing the temperature above the critical temperature (LCST-TIPS process). Two ways of membrane formation were investigated in this work according to the mode of chemical crosslinking considered, one in acid medium and the other in basic medium. Considering the acid route, the crosslinking was carried out using glutaraldehyde, while for the basic route it was carried out via PEGDE molecule. A fine control of the membrane formation process was conducted in order to control the kinetics of the whole elementary phenomena involved in the membrane morphogenesis (phase separation, solvent evaporation, and chemical crosslinking).
The membranes were characterized via rheological monitoring, the analysis of the membrane morphology (SEM) and the filtration performances were investigated. The issue of hollow fibers fabrication has been also addressed during the thesis.
