Des membranes adsorbantes pour filtrer les principes actifs médicamenteux contenus dans l’eau

La concentration des principes actifs médicamenteux présents dans l’eau devient une thématique de plus en plus d’actualité : ceux-ci pourraient en effet présenter un danger pour la vie aquatique dans les fleuves mais aussi pour les sols irrigués. Cette hausse de la concentration en polluants pharmaceutiques provient du rejet dans les eaux usées des substances actives par les excréments des personnes malades (ou de bétail traité) et de médicaments jetés dans les toilettes de manière inappropriée. Il n’existe cependant pas encore de réglementation fixant des limites pour ce type de polluant et aucun dispositif de filtration n’est encore en place dans les stations d’épuration.

 

Pour anticiper ce besoin futur, les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour le génie des interfaces et les procédés biotechnologiques (IGB) de Stuttgart (Bade-Wurtemberg) ont conçu des membranes adsorbantes pour capter ces polluants. Celles-ci présentent l’avantage par rapport aux filtres actuels de ne pas nécessiter un milieu sous pression afin que les molécules polluantes soient retenues dans les membranes.

 

Les ingénieurs de l’IGB utilisent des matériaux adsorbants microporeux qui disposent d’une grande surface utile. Les membranes ainsi conçues peuvent être ajustées selon le débit de l’eau et le produit que l’on souhaite filtrer (polluants pharmaceutiques ou métaux tels que le plomb, l’argent ou le cuivre) en adaptant la taille des particules adsorbantes (de 50 à 500 nm). Dans le cas des produits pharmaceutiques, des tests ont été conduits en comparant les membranes enrichies en particules absorbantes avec des membranes de référence : elles s’avèrent entre 2 et 3 fois plus efficaces pour des produits comme le bisphénol A et la pénicilline G (cf schéma suivant).

 

Masse adsorbée de Bisphénol A (échelle à gauche, bleu) et de Pénicilline G (échelle à droite, orange) par unité de surface en mg/m2 pour, de gauche à droite, une membrane de référence, une membrane anti-BPA et une membrane anti-PenG.
Crédits : Fraunhofer IGB

Pour la rentabilité des membranes, il est nécessaire de pouvoir les réutiliser une fois saturées en polluants. Pour dissocier le Bisphénol A, celles-ci sont soumises à une variation de pH. Dans le cas du cuivre, une réaction avec de l’acide nitrique permet de régénérer la capacité adsorbante. Une fois ces opérations menées, les membranes peuvent être réintroduites dans le procédé de filtration pour un nouveau cycle.

 

 

Pour en savoir plus, contacts :

– « Simple method of binding pollutants in water », communiqué de presse du Fraunhofer IGB, 24/03/2015 : http://www.igb.fraunhofer.de/en/press-media/press-releases/2015/simple-method-of-binding-pollutants-in-water.html
– Niedergall et al. « Nanostructured Composite Adsorber Membranes for the Reduction of Trace Substances in Water: The Example of Bisphenol A », Ind. Eng. Chem. Res., 2013. DOI : 10.1021/ie303264r – Niedergall et al. « Removal of micropollutants from water by nanocomposite membrane adsorbers », Separation and Purification Technology, numéro 131, juin 2014. DOI : 10.1016/j.seppur.2014.04.032
– Klaus Niedergall, chargé de recherche, département d’ingénierie des interfaces et de science des matériaux, Fraunhofer IGB – tél. : +49 711 970-4129 – email : klaus.niedergall@igb.fraunhofer.de

 

Sources :

Rencontre avec M. Niedergall au salon international de l’eau à Berlin (24/03/2015).

 

Rédacteur :

Sean Vavasseur, sean.vavasseur@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr

 

Origine : BE Allemagne numéro 700 (24/04/2015) – Ambassade de France en Allemagne / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/78334.htm