Soutenance de thèse de Nolwenn JACQUET

Lors de la production d’eau potable, produire une eau exempte de tout microorganisme pathogène pour l’homme est une priorité afin d’éviter tout risque sanitaire. Le traitement de ces différents pathogènes est assuré en usine par un traitement multi barrières composé de différents procédés de désinfection comme le chlore, les rayonnements UV et/ou l’ozone. Les procédés membranaires peuvent également compléter cette désinfection sans ajout de corps tiers. Lors de cette thèse, le procédé d’ultrafiltration a été étudié vis-à-vis de la rétention de deux virus entériques pathogènes : un adénovirus (AdV 41) et un entérovirus (CV-B5). La rétention de ces virus a pu être comparée à celle d’autres composés comme les bactériophages MS2 ou les nanoparticules fluorescentes, afin d’évaluer leur potentiel comme modèle de rétention virale. Différentes conditions opératoires ont pu être étudiées afin de mettre en évidence les potentielles différences entre les manipulations en laboratoire et la réalité industrielle. La rétention virale apparait fortement impactée par la concentration en amont de la membrane et/ou la concentration d’alimentation. Si les abattements viraux calculés pour de fortes concentrations virales d’alimentation peuvent atteindre, en accord avec les données fabricant, 3 à plus de 5 log selon les membranes et les virus étudiés, des abattements inférieurs à 1 log sont obtenus pour les plus faibles charges virales étudiées, représentatives de la réalité de la contamination des ressources en eau. L’impact de la membrane mais également de son vieillissement sur la rétention virale a également été étudié par rapport à un vieillissement au NaOCl et un vieillissement réel en usine. Si l’exposition au NaOCl entraîne bien des dégradations du matériau membranaire, c’est l’apparition du colmatage après les cycles de filtrations en usine qui influence fortement la rétention virale avec le vieillissement. L’osmose inverse basse pression a également été étudiée et comparée à l’ultrafiltration. Ces membranes denses permettent ainsi d’améliorer la rétention virale, bien qu’elles ne permettent pas une rétention totale.

In drinking water (DW) production, ensuring a good water quality without any pathogen microorganism for human is an important issue. Elimination of these various pathogens is managed thanks to a multibarrier treatment based on various disinfection process as chlorine, UV lights and/or ozone. Membrane processes can also complete this disinfection without chemical addition. In this work, ultrafiltration process regarding two viruses’ retention has been studied. The two viruses are enteric viruses pathogens for humans: one adenovirus (AdV 41) and one enterovirus (CV-B5). Retention of these two viruses has been compared to other compounds’ retention as MS2 bacteriophages of fluorescents nanoparticles. These compounds were then evaluated as model compounds to mimic enteric viruses’ retention. Effects of various filtration conditions on viral separation has been studied to have a better understanding and previsions of the potential differences of laboratories experiments and reality in industry. The viral retention appeared to be strongly impacted by the feed suspension concentration and/or the concentration of viruses near the membrane surface. High feed concentrations allow to achieve 3 to more than 5 log removal depending on virus and membrane, coherent with membrane producers data. However, removals below 1 log were observed for the lowest feed concentrations, more realistic and representative to contamination of resources. Other conditions have been studied as membrane material and its ageing regarding NaOCl ageing and reel ageing un industrial conditions. If NaOCl exposition lead to membrane degradation, membrane fouling with the repeated cycles in real industrial conditions is more likely responsible of retention evolution with ageing. Low pressure reverse osmosis viral has also been compared to ultrafiltration. These dense membranes allow to achieve a better but not complete viral removal compared to the porous membranes.