Procédés de traitement de l'eau de mer en conchyliculture pour la sauvegarde et le maintien de la qualité des mollusques bivalves

Seawater treatment processes in aquaculture aimed at saving and maintaining shellfish quality

• Auteur / Autrice : Jean-Baptiste Castaing
• Direction : Pascal Jaouen, Joël Haure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conchyliculture

Toxicologie

Dinoflagellés

Ultrafiltration

Mots clés libres

Membranes immergées

Microfiltration fibres creuses

Filtre à sable

Mécanismes de colmatage

Résumé

L‘objectif de ce travail est l‘étude de procédés de filtration de l‘eau de mer pour la sauvegarde et le maintien de la qualité des mollusques bivalves lors d‘efflorescences de microalgues toxiques. Son originalité repose sur la recherche de procédés rustiques permettant l‘élimination des dinoflagellés toxiques. Deux procédés ont été étudiés, les membranes immergées et le filtre à sable. L‘origine et la nature des mécanismes de colmatage ont été identifiées en lien avec la sélectivité et la consommation énergétique. Des suspensions de dinoflagellés toxiques et non toxiques ont été reconstituées puis filtrées sur membranes 10 kDa, 300 kDa et 0,2 μm, et sur un filtre à sable (diamètre de grain moyen « dg » compris entre 250 et 520 μm). La microfiltration sur membrane 0,2 μm est apparue comme la plus adaptée : plus de 99 % des microalgues sont retenues et une consommation énergétique spécifique inférieure à 0,5 kWh/m3. Les mécanismes de colmatage ont été étudiés par la mise en oeuvre d‘autopsies membranaires et l‘utilisation de modèles de filtration. La filtration sur sable n‘a pas permis de retenir la totalité des microalgues, mais une diminution de la taille moyenne des grains de sable permet d‘augmenter significativement leur rétention (Rétention de 90 % en 6 h avec dg = 256 μm). Ne permettant pas l‘élimination totale des microalgues toxiques, la filtration sur sable ne peut être proposée que comme une solution de prétraitement de l‘eau de mer en complément de la filtration par membranes immergées fibres creuses. En dépit d‘un coût plus élevé, seule la filtration par membranes peut être envisagée dans le cadre de la protection des bassins conchylicoles.

The aim of this work is the study of seawater filtration process to preserve commercial bivalves and maintain their quality during harmful algal blooms. The originality of this work is based on the study of rustic processes, capable of removing toxic microalgae from seawater. Two filtration processes have been studied, the immersed hollow fibres membranes and a sand filter. The origin and nature of fouling mechanisms have been identified in connection with the selectivity and energy consumption. Suspensions of toxic and nontoxic microalgae were reconstituted and then filtered through 10 kDa, 300 kDa and 0. 2 μm membranes and a sand filter (mean grain diameter “dg” equal to 250-520 μm). Microfiltration membrane 0. 2 μm has emerged as the most suitable for the filtration of seawater : more than 99 % of micro-algae were eliminated for a specific energy consumption below 0. 5 kWh/m3. Fouling mechanisms were investigated by membranes autopsies and the use of membrane filtration models. Sand filtration does not allow to retain all microalgae. Nevertheless, a decrease in the average size of sand grains significantly increases the toxic micro-algae retention (Rejection rate equal to 90 % after 6 h of filtration with dg = 256 μm). Sand filtration does not allow a total retention of toxic microalgae, then it can only be proposed as a seawater pretreatment system before membrane filtration. Despite a higher cost, immersed hollow fibres membranes can be considered for the protection of shellfish basins.