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Calculateur de station d'osmose inverse

Indiquez le débit d'eau traitée souhaité, en m³ par jour ou en litres par heure, et la salinité de votre eau brute (TDS en mg/L). Le calculateur propose un taux de conversion adapté au type d'eau, calcule le débit d'alimentation et le débit de concentrat, estime le nombre de membranes 4040 ou 8040 et la salinité probable du perméat. Toutes les hypothèses sont prudentes et chiffrées ci-dessous. Ce premier dimensionnement sert à cadrer un projet ; il doit être confirmé par une analyse complète de l'eau et une simulation réalisée avec le logiciel du fabricant de membranes.

Eau produite (perméat)m³/jourSalinité de l'eau brute (TDS)mg/LHeures de productionh/jour20 h par défaut, avec un réservoir.Taux de conversion%Conseillé : 60 % pour ce TDS.

Eau brute à pomper

1,67 m³/h

Concentrat rejeté

0,67 m³/h

Membranes 4040

7 conseillé

Membranes 8040

2 environ

Production horaire

1 m³/h

TDS estimé de l'eau produite

92 mg/L

TDS du concentrat

7 500 mg/L

Membranes eau saumâtre : 0,15 m³/h par 4040 et 0,75 m³/h par 8040, taux de rejet 98 %. Eau brute sur 24 h : 33,3 m³ pour 20 m³ produits. Estimation indicative, le dimensionnement réel dépend de l'analyse d'eau et de la température.

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Les formules utilisées

Débit de perméat horaire: Qp (m³/h) = Qp (m³/jour) / H ; ou Qp (m³/h) = Qp (L/h) / 1 000; H est le nombre d'heures de production par jour. Valeur par défaut : 20 h, pour laisser du temps aux rinçages, aux arrêts et à la maintenance, avec un réservoir de stockage en aval.
Taux de conversion retenu: Y = 70 % si TDS < 2 000 mg/L ; 60 % si 2 000 ≤ TDS < 10 000 ; 45 % si 10 000 ≤ TDS < 20 000 ; 40 % si TDS ≥ 20 000 (eau de mer); Valeurs prudentes par défaut. La conversion maximale réelle dépend des sels peu solubles (carbonate et sulfate de calcium, silice, baryum, fluorures) et de l'antiscalant ; elle se valide avec une analyse complète.
Débit d'alimentation: Qa (m³/h) = Qp / Y; Débit d'eau brute que la pompe haute pression doit fournir. Le prétraitement (filtres, déchloration) se dimensionne sur ce débit, augmenté des besoins de lavage.
Débit de concentrat: Qc (m³/h) = Qa − Qp = Qp × (1 − Y) / Y; Volume rejeté à évacuer en continu, à prévoir dès la conception (égout, milieu naturel autorisé, mer).
Facteur de concentration et TDS du concentrat: FC = 1 / (1 − Y) ; TDS concentrat ≈ TDS brut × FC; Approximation qui néglige les sels passés dans le perméat. Exemple : à 75 % de conversion, le concentrat est environ 4 fois plus salé que l'eau brute.
TDS estimé du perméat: TDS perméat ≈ TDS brut × (1 − R) × FCm, avec FCm = ln(1 / (1 − Y)) / Y; R est le taux de rejet de sels retenu pour le système ; FCm est le facteur de concentration moyen côté alimentation, qui tient compte de la concentration progressive le long des membranes (FCm ≈ 1,72 à 70 %, 1,53 à 60 %, 1,33 à 45 %, 1,28 à 40 %).
Taux de rejet retenu: R = 98 % (membranes eau saumâtre, TDS < 10 000 mg/L) ; R = 99,3 % (membranes eau de mer, TDS ≥ 10 000 mg/L); Valeurs volontairement inférieures aux rejets nominaux annoncés en conditions d'essai (environ 99 à 99,5 % en eau saumâtre, 99,6 à 99,8 % en eau de mer), pour tenir compte du vieillissement et des conditions réelles.
Nombre indicatif de membranes: N = arrondi supérieur (Qp (m³/h) / q), avec q = production prudente par membrane; q = 0,15 m³/h par 4040 et 0,75 m³/h par 8040 en eau de réseau ou saumâtre (TDS < 10 000 mg/L) ; q = 0,09 m³/h par 4040 et 0,45 m³/h par 8040 en membranes eau de mer (TDS ≥ 10 000 mg/L).
Contrôle du flux membranaire: Flux (L/m²·h) = Qp (L/h) / (N × surface d'une membrane); Surfaces indicatives : environ 7,5 m² pour une 4040, 37 m² pour une 8040. Les hypothèses ci-dessus correspondent à environ 20 L/m²·h en eau saumâtre et 12 L/m²·h en eau de mer.

Hypothèses de calcul

Durée de production par défaut : 20 heures par jour, avec un réservoir de stockage du perméat.
Taux de conversion par défaut : 70 % (TDS < 2 000 mg/L, eau de réseau ou peu minéralisée), 60 % (2 000 à 10 000 mg/L, forage saumâtre), 45 % (10 000 à 20 000 mg/L, eau saumâtre très chargée), 40 % (20 000 mg/L et plus, eau de mer).
Production prudente par membrane, eau de réseau ou saumâtre : 0,15 m³/h (environ 3,6 m³/jour) par 4040 et 0,75 m³/h (environ 18 m³/jour) par 8040, soit un flux d'environ 20 L/m²·h.
Production prudente par membrane, eau de mer : 0,09 m³/h (environ 2,2 m³/jour) par 4040 et 0,45 m³/h (environ 10,8 m³/jour) par 8040, soit un flux d'environ 12 L/m²·h.
Taux de rejet système retenu : 98 % en eau saumâtre, 99,3 % en eau de mer, appliqués au facteur de concentration moyen côté alimentation.
Température de référence : 25 °C. Par eau plus froide, la production diminue d'environ 3 % par degré à pression égale ; par eau plus chaude, le passage de sels augmente.
Pressions de service indicatives, non calculées par l'outil : environ 8 à 15 bar pour une eau de réseau, jusqu'à 25 bar environ pour une eau saumâtre chargée, 55 à 70 bar pour l'eau de mer.
Prétraitement supposé conforme : SDI inférieur à 3, turbidité inférieure à 1 NTU, chlore libre non détectable, fer et manganèse éliminés, antiscalant dosé.
Choix du format : la 4040 convient en général jusqu'à environ 1 à 2 m³/h de perméat ; au-delà, la 8040 devient plus adaptée.
Le TDS estimé est une moyenne : les nitrates, le bore et certains ions monovalents sont moins bien retenus que la moyenne des sels.

Comment lire le résultat

Le calculateur affiche quatre débits : le perméat produit, l'alimentation à pomper, le concentrat à évacuer et, en regard, le taux de conversion retenu. Exemple : 10 m³ par jour sur 20 heures représentent 0,5 m³/h de perméat. Avec une eau de réseau à 1 000 mg/L, la conversion de 70 % donne une alimentation d'environ 0,71 m³/h et un concentrat d'environ 0,21 m³/h, environ 3,3 fois plus salé que l'eau brute. Il faut alors environ quatre membranes 4040, et le perméat estimé avoisine 34 mg/L. Le nombre de membranes est un minimum : leur agencement en série, la recirculation éventuelle du concentrat et la pression de la pompe se définissent ensuite par une simulation détaillée.

Les limites de ce calcul

Le TDS ne suffit pas pour concevoir une osmose inverse. La conversion maximale dépend des sels peu solubles, comme le sulfate de calcium, le carbonate de calcium, la silice ou le baryum, que seule une analyse complète révèle. La température modifie fortement la production et la qualité du perméat. Le colmatage, lié au SDI, au fer, au manganèse ou aux matières organiques, impose parfois des flux plus faibles que ceux retenus ici. Le rejet varie selon les ions : les nitrates et le bore passent davantage. Enfin, une petite installation à une ou deux membranes ne peut atteindre une conversion élevée qu'avec une recirculation du concentrat. Ce résultat reste donc une estimation à valider par une étude technique et une simulation du fabricant.

Osmose inverse en Tunisie : réseau, forages et eau de mer

En Tunisie, trois situations reviennent souvent. L'eau du réseau de la SONEDE, potable mais parfois dure ou assez minéralisée selon les régions, est traitée par osmose pour la boisson, la restauration, les laboratoires ou certains procédés industriels. Les forages, nombreux en agriculture, en industrie et dans l'hôtellerie, fournissent fréquemment une eau saumâtre dont la composition change d'un puits à l'autre, et parfois d'une saison à l'autre. Sur le littoral, le dessalement d'eau de mer répond aux besoins des sites isolés ou très consommateurs. Dans les trois cas, faites analyser l'eau brute, prévoyez l'évacuation autorisée du concentrat et tenez compte des températures estivales, qui influencent la production et la qualité de l'eau traitée.

Questions fréquentes

Quel taux de conversion choisir pour mon osmose inverse ?

Par prudence, le calculateur retient 70 % pour une eau de réseau peu minéralisée, 60 % pour un forage saumâtre, 45 % pour une eau saumâtre très chargée et 40 % pour l'eau de mer. Une conversion plus élevée est souvent possible avec un antiscalant adapté et plusieurs membranes en série, mais elle doit être validée à partir d'une analyse complète, car le risque d'entartrage augmente rapidement.

Combien de membranes 4040 ou 8040 faut-il prévoir ?

Le calculateur divise le débit horaire de perméat par une production prudente par membrane : 0,15 m³/h par 4040 et 0,75 m³/h par 8040 en eau de réseau ou saumâtre, 0,09 et 0,45 m³/h en eau de mer. Ces valeurs sont bien inférieures aux chiffres de catalogue, mesurés en conditions d'essai, afin de limiter le colmatage et de préserver la durée de vie des membranes.

Quelle sera la salinité de l'eau produite ?

Le calculateur estime le TDS du perméat à partir d'un taux de rejet prudent de 98 % en eau saumâtre et de 99,3 % en eau de mer, corrigé par la concentration progressive de l'eau le long des membranes. Le résultat réel dépend de la température, de l'âge des membranes et de la composition de l'eau. Pour l'eau de boisson, une reminéralisation est souvent ajoutée ensuite.

Que faire du concentrat d'une osmose inverse ?

Le concentrat contient les sels retirés, concentrés plusieurs fois. Son évacuation doit être prévue dès la conception : raccordement à l'égout, rejet en mer pour une installation littorale, ou autre solution autorisée par les services compétents. Une partie peut parfois être réutilisée pour des usages peu exigeants, comme certains lavages, après vérification de sa compatibilité. Sa salinité est indiquée par le calculateur.