Réduction des consommations énergétiques lors de la production d’eau potable par ultrafiltration et osmose inverse basse pression

La filtration membranaire est de plus en plus couramment utilisée dans les procédés de traitement de l’eau. À Eau de Paris, deux usines d’Ultrafiltration (UF) produisent de l’eau destinée à la consommation humaine (EDCH) après traitement de l’eau souterraine. Les travaux de recherche de l’équipe R&D se sont focalisés sur le vieillissement de ces membranes, leur colmatage. Plus récemment des travaux sur pilotes ont été entrepris sur les membranes denses d’osmose inverse basse pression (OIBP) à la fois à l’échelle laboratoire, mais aussi sur pilote semi industriel. Ces travaux, réalisés en collaboration avec le laboratoire M2P2 d’Aix-Marseille Université, ont permis de mieux connaitre les mécanismes de retentions qui s’observent au niveau de ces membranes (Thèse H. Taligrot pour l’OIBP, Thèse N. Jacquet pour l’UF) et de prévoir les niveaux d’abattement en polluants éventuellement présents dans les ressources utilisées. Néanmoins, ces procédés nécessitent une consommation énergétique importante du fait de la mise sous pression de l’eau afin d’effectuer la filtration.

1/ l’optimisation énergétique du procédé, notamment par perfectionnement des rendements de chaque étape et des étages de pressions (pour l’OI). En utilisant les pilotes disponibles (pour l’OI) et/ou les données usines (pour l’UF), le projet consistera pour la Direction de la Recherche et Développement et de la Qualité de l’Eau (DRDQE) d’Eau de Paris, en collaboration avec la Direction de la ressource et de la Production (DIREP), à voir s’il est possible d’optimiser la consommation énergétique de ces étapes membranaires (UF et OIBP), sans conséquences sur la qualité de l’eau produite et en maitrisant le vieillissement des membranes. Cette optimisation se fera sur la totalité de la filière, intégrera le traitement des concentrats et conduira à une prise en compte globale du cycle de vie. Cette optimisation existe dans le cas du dessalement d’eau de mer mais elle n’existe pas dans le cas de la production d’eau potable par membranes à partir d’eau douce.

2/ L’utilisation de traitement complémentaires amont (floculation/décantation, filtre à sable ou autre) sera également étudiée afin d’atténuer, de maîtriser voire de supprimer les épisodes colmatants qui peuvent être observés et de faciliter la gestion de l’usine membranaire.

Des études expérimentales seront réalisées sur le site de Paris pour valider les protocoles opératoires optimums développés, avec utilisation de pilotes en usine ou en laboratoire. Le retour d’expériences permettra d’affiner les valeurs pressenties et d’être force de proposition pour le fonctionnement et l’évolution des filières de traitement.

Ayant un master ou un diplôme d’ingénieur en Génie des Procédés, le (la) candidat(e) devra faire preuve d’une grande praticité pour le traitement des données, la modélisation, et pour piloter des unités semi-industrielles. Les procédés membranaires et autres procédés de traitement des eaux devront avoir été intégrés à son cursus.

Des compétences dans le domaine de l’eau et plus précisément sur les procédés de traitement de l’eau seront appréciées. Le (la) candidat(e) devra, en fonction de l’avancée de la thèse, s’intégrer à différentes équipes mais également être capable de gérer seul ou en binôme certaines campagnes d’essais sur site et devra donc faire preuve d’une grande autonomie. Le (la) candidat(e) devra aussi faire preuve de mobilité : la thèse se fera en Région Parisienne à Eau de Paris (24 mois) avec des séjours au laboratoire M2P2 (Aix-Marseille Université) (2x6 mois).

Date de début de la thèse : Septembre-Octobre 2025

Salaire selon rémunération minimale du contrat doctoral de droit public: environ 2200€ brut (environ 1800€ net)

Le CV complet et la lettre de motivation sont à adresser à philippe.moulin@univ-amu.fr et mathias.monnot@univ-amu.fr dès que possible.