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Des filtres à COV régénérables par effet joule

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Les filtres mis au point par l’Ecole des Mines de Nantes

L’Ecole des Mines de Nantes a conçu de nouveaux filtres pour le traitement des Composés Organiques Volatils (COV). En tissu de carbone activé, ils se régénèrent par simple chauffage électrique intrinsèque du matériau. Une capacité qui permet des économies de place, d’énergie et d’argent.

Tout a commencé il y a 8 ans avec la mise au point d’un nouveau matériau adsorbant, le tissu de carbone activé. Depuis, Albert Subrenat, chargé de recherche, et Pierre Le Cloirec, professeur à l’Ecole des Mines, ont conçu, à partir de ce composé, des filtres permettant le traitement des Composé Organiques Volatils (COV).

Leur principal intérêt : contrairement aux grains de charbon actif utilisés couramment, ils sont régénérables par simple effet joule. Une opération qui ne réclame que quelques dizaines de minutes alors que les grains de charbon actif demandent, eux, à être chauffés par de la vapeur d’eau ou un gaz chaud durant 2 à 8 heures !

Ces temps de régénération particulièrement long impliquent de disposer de dizaines de m3 de grains qui fonctionnent en alternance. « Avec le tissu de carbone activé, il suffit  de deux à quatre filtres de 50cm de long et 15cm de diamètre pour épurer le même flux d’air. On gagne une place considérable », s’enthousiasme Albert Subrenat

Autre avantage, la maintenance est beaucoup moins importante. Les grains de charbon actif s’écrasent et doivent donc être renouvelés régulièrement. Une usine qui utilise déjà les nouveaux filtres n’a eu a mener aucune opération de maintenance depuis le début de l’opération il y a deux ans et demi.

« On devrait pourvoir garantir les filtres 5 sans opération de maintenance » avance Albert Subrenat. Ces dernières étant particulièrement coûteuses, l’épargne ne serait pas mince. Le système permet aussi de réduire les pertes d’énergie en évitant les transferts successifs de chaleur.

L’électricité arrive directement au cœur du carbone permettant de diviser les dépenses d’énergie par 100. Ces économies sont cependant à relativiser, l’investissement de départ pour les filtres représentant 20% du coût de l’installation contre 10 pour les grains. Une différence qui serait remboursée en 2 ou 3 ans au vu des économies parallèles, selon Albert Subrenat.

Ces nouveaux filtres sont utilisables aussi bien en pré-traitement qu’en post-traitement. Ils peuvent servir à concentrer les COV dans un petit flux d’air, sans quoi il faudrait des installations trop grandes et trop coûteuses pour les traiter. Les COV sont alors refroidis par cryogénie pour donner de solvants liquides réutilisables par les industriels. Une partie reste pourtant sous forme gazeuse. Elle est réinjectée dans le système pour minimiser au maximum les émissions de COV dans l’atmosphère.

Mais les filtres peuvent aussi être utilisés en finition pour un flux déjà concentré. La plus grande partie des COV est alors refroidie directement tandis que le reste passe par les filtres, permettant aux industriels de respecter les nouvelles normes régissant la pollution atmosphérique. Ces dernières limitent, en effet, depuis janvier 2005, les émission de COV dans l’atmosphère à des taux allant de 2 à 20mg/m3 suivant les composés.

Les tissus de carbone activé sont fonctionnels pour tous les COV à condition de ne pas dépasser un débit d’air de 10 000 m3 à l’heure et une concentration en COV de 10 g par m3.

Deux usines, en plus de celle déjà équipée, devraient bientôt passer aux filtres en tissu de carbone activé, l’une en pré-traitement et l’autre en finition.

L’école des mines de Nantes compte, de plus, arriver d’ici deux ans à miniaturiser ses filtres. Ces derniers seraient alors utilisables en traitement de sources ponctuelles d’émission de COV, notamment pour les petites unités de dégraissage, de nettoyage, de traitement de surface et d’application de peinture.

Géraldine Houot

 


 

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