Brevet FR2407730A1 — publié le 19790601

La présente invention concerne un filtre utilisable dans la détermination des composés biochimiques présents dans l'eau et en particulier dans la détermination de composés biochimiques polaires solubles dans l'eau, par exemple d'une protéine soluble dans l'eau, et un procédé pour déterminer les composés présents dans liteau. Une connaissance des composés biochimiques solubles et insolubles présents dans l'eau est essentielle pour certaines applications industrielles et domestiques. On contact déjà des appareils et des procédés permettant une détermination à la fois qualitative et quantitative des composés biochimiques présents dans liteau. La présente invention a pour objet un appareil simple à utiliser pour déterminer des composés biochimiques présents dans l'eau, et en particulier des composés biochimiques polaires solubles dans l'eau, ainsi qu'un procédé pour déterminer ces composés. Conformément à ltinvention, un filtre pour la détermination d'un ou de plusieurs composés biochimiques présents dans l'eau est caractérisé en ce qu'il comprend un premier et un second élément de filtrage disposés en série, le premier élément de filtrage étant essentiellement réalisé en une matière non polaire présentant une dimension de pores comprise entre 1 et 10 microns et le second élément de filtrage étant essentiellement réalisé en une matière polaire présentant une dimension de pores comprise entre 0,2 et 5,0 microns et qui est capable d'adsorber un ou plusieurs composés biochimiques polaires solubles dans l'eau. Les éléments de filtrage peuvent être écartés l'un de leau- tre. De préférence, les surfaces de ces éléments sont en contact ou l'une contre l'autre. Lorsque les éléments de filtrage sont écartés, la distance entre eux varie avec l'application particulière envisagée et la conception du filtre utilisé. Lorsqu'ils sont écartés, la distance entre les éléments de filtrage n'est généralement pas supérieure à 5 centimètres. La dimension de pores, l'épaisseur, les dimensions et la matière du premier élément de filtrage sont conditionnées par la nature des substances qui peuvent se trouver dans l'eau ainsi que par le ou les composés biochimiques à déterminer. De préfé rence, la dimension de pores du premier élément de filtrage est comprise entre 2 et 6 microns. La matière non polaire peut être du polytétrafluoréthylène, un polymère fluoré d'éthylène et de propylène, par exemple du téflon (marque déposée), ou une polyoléfine, par exemple du polyéthylène ou du pslypropylène. L'élément de filtrage est essentiellement un filtre de surface et en général son épaisseur n'est pas supérieure à 0,1 mm. L'élément peut être rectangulaire ou circulaire, et ses dimensions ne sont pas critiques pour la mise en oeuvre de l'invention. La dimension de pores, l'épaisseur, les dimensions et la matière du second élément de filtrage sont conditionnées par la nature de l'eau et la ou les substances biochimiques polaires solubles dans l'eau à déterminer. De préférence, la dimension de pores du second élément de filtrage est comprise entre 0,2 et 1,0 micron. La matière polaire doit Strie capable d'adsorber le ou les composés particulaires biochimiques polaires solubles dans l'eau que l'on désire déterminer. La matière polaire peut être de l'acétate de cellulose, un mélange d'ester de cellulose, par exemple des esters d'acétate et de nitrate de cellulose, du nylon, de l'acétate de polyvinyle, des polymères à base de silicone, ou des matières de filtrage minérales telles que de l'alumine, de la silice et du titane.La matière polaire peut se trouver mélangée avec des matières non polaires. Le second élément de filtrage est essentiellement un filtre de surface. De préférence, l'épaisseur du second élément de filtrage n'est pas supérieure à 0,1 mm. L'élément peut être rectangulaire ou circulaire, et ses dimensions ne sont pas critiques pour la mise en oeuvre de l'invention. Un filtre conforme à l'invention pour la détermination de protéine dans l'eau, et en particulier dans l'eau de mer, comprend un premier élément de filtrage réalisé essentiellement en polytétrafluoréthylène présentant une dimension de pores comprise entre 2 et 10 microns et placé en série avec un second élément de filtrage réalisé essentiellement en un ester de cellulose, par exemple en un mélange d'esters de nitrate et d'acétate de cellulose, présentant une dimension de pores comprise entre 0,2 et 1,0 micron. De préférence, les éléments de filtrage sont disposés en série avec leurs surfaces en contact ou l'une contre 1 autre. Les éléments de filtrage peuvent être placés dans un bottier. Par exemple, le bottier peut comprendre deux collets qui peuvent être réunis de manière à délimiter un conduit, les éléments de filtrage étant serrés entre les collets. On peut empêcher que les éléments de filtrage soient déformés par la pression de l'eau traversant le conduit en soutenant les éléments de filtrage par une grille ou une paire de grilles qui peuvent être serrées entre les collets de manière à porter chaque face des éléments de filtrage. En général, le conduit est un tube. Le diamètre du tube peut être en général compris entre 20 et 50 mm. L'expression "composé biochimique polaire" utilisée en relation avec l'invention comprend tout composé polaire soluble ou insoluble formé par des micro- ou des macro-organismes. Des exemples de tels composés sont constitués par les protéines ou les hydrates de carbone solubles et insolubles. Dans les filtres de la présente invention, le premier élé- ment de filtrage a pour fonction d'éliminer de l'eau les matiè- res particulaires insolubles. Dis exemples de telles matières sont constitués par des composé} biochimiques particulaires insolubles dans l'eau, à caractère polaire et non polaire, par exemple des particules de protéine insoluble, ou des substances minérales telles que du sable ou des oxydes métalliques. Le second élément de filtrage a pour fonction d'adsorber les composés biochimiques polaires solubles dans l'eau, par exemple la protéine soluble dans l'eau. Etant donné que le filtre peut retenir à la fois des protéines solubles dans l'eau et des protéines insolubles dans l'eau, on peut déterminer la teneur totale de l'eau en protéines. Lorsque l'eau à analyser doit etre utilisée pour l'injection d'eau dans des puits pétroliers, il est souhaitable, sinon essentiel, d'avoir une connaissance de la quantité de composés biochimiques polaires solubles, par exemple de protéines solubles présentes dans l'eau amenées au puits. De manière à obtenir une détermination quantitative précise du ou des composés biochimiques présents dans l'eau, on doit contr8ler avec soin dans des limites précises le débit de l'eau traversant le filtre. Des débits excessifs peuvent conduire à des déterminations imprécises car certains des composés à déterminer peuvent alors traverser le filtre. Par exemple, lorsqu'il est nécessaire de déterminer la teneur totale en protéines d'une eau de mer, le débit ne doit pas dépasser de préférence 0,02 litre par centimètre carré d'éléments de filtrage et par heure. La présente invention s'étend à un procédé pour déterminer un ou plusieurs composés biochimiques présents dans l'eau, et conformément à ce procédé on fait passer l'eau à travers un filtre comprenant un premier et un second élément de filtrage disposés en série, le premier élément de filtrage étant essentiellement réalisé en une matière non polaire présentant une dimension de pores comprise entre 1 et 10 microns et le second élément de filtrage étant essentiellement réalisé en une matière polaire présentant une dimension de pores comprise entre 0,2 et 5,0 microns et qui est capable d'adsorber un ou plusieurs composés biochimiques polaires solubles dans l'eau, et on détermine de manière qualitative et/ou quantitative le ou les composés biochimiques présents sur le ou les éléments de filtrage. En faisant passer l'eau à travers le filtre à un débit connu, on peut déterminer la quantité du ou des composés biochimiques présents dans l'eau. Des débits ne dépassant de préférence pas 2,20 litres par heure et par centimètre carré de surface d'élément de filtrage peuvent autre utilisés pour la plupart des eaux. Lorsqu'il est nécessaire d'effectuer une déter- mination quantitative précise du ou des composés biochimiques, le débit de l'eau à travers le filtre peut être important. Un débit trop important peut cependant conduire à une détermination imprécise car une partie du ou des composés à déterminer peut traverser le filtre. La nature et/ou la quantité du ou des composés biochimiques déposée sur l'un des éléments de filtrage ou sur ses deux éléments peuvent être déterminées en enlevant,du filtre, les éléments de filtrage et en soumettant le ou les éléments de filtrage à une technique analytique appropriée à la détermina- tion du ou des composés. On connais de nombreuses techniques analytiques pour déterminer les composés biochimiques présents sur des éléments de filtrage, et l'une quelconque de ces techniques peut être utilisée dans le procédé conforme à l'invention. Le procédé conforme à la présente invention peut être utilisé pour déterminer la teneur en protéines solubles et insolubles dans liteau d'une eau de mer prévue en tant qu'eau d'injection pour champ pétrolifère sous-marin. Il existe une corrélation entre la teneur totale en protéines d'une eau de mer et la quantité de plancton dans l'eau. Ainsi, le procédé peut être utilisé pour indiquer l'apparition d'amas de plancton dans l'eau. Une eau contenant des quantités importantes de plancton ne convient pas pour des opérations d'injection d'eau dans des puits pétroliers. Le procédé conforme à l'invention pour déterminer la teneur en protéines d'une eau devant être utilisée pour des opérations sur puits pétroliers est de préférence caractérisé en ce que l'on fait passer l'eau de manière continue ou intermittente à travers un filtre comprenant un premier et un second élément de filtrage disposés en série, le premier élément de filtrage étant essentiellement réalisé en polytétrafluoréthylène présentant une dimension de pores comprise entre 2 et 10 microns et le second élément de filtrage étant essentiellement réalisé en un ester de cellulose, par exemple un mélange d'esters de nitrate et d'acétate de cellulose, présentant une dimension de pores comprise entre 0,2 et 1,0 micron, et en ce qu'on détermine de manière qualitative et/ou quantitative la teneur en protéines déposées sur le ou les éléments de filtrage. La quantité de protéines solubles dans l'eau peut être déterminée par l'analyse du second élément de filtrage, et la teneur totale en protéines peut être déterminée par l'analyse à la fois du premier et du second élément de filtrage. Des techniques analytiques pour la détermination de protéines sont bien connues, et l'une quelconque de ces techniques peut être utilisée pour déterminer la teneur en protéines déposées sur les éléments de filtrage de l'invention. Des techniques de coloration sont particulièrement appropriées car la protéine peut être directement déterminée sur l'élément de filtrage. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une vue latérale d'un filtre utilisé dans la détermination d#e protéines dans l'eau de mer. La fig. 2 est une coupe longitudinale du filtre de la fig.l. La fig. 3 est une vue d'extrémité du filtre représenté aux fig. 1 et 2. Le filtre représenté aux fig. 1 à 3 comprend un bottier 1 pour un premier élément de filtrage 2 et un second élément de filtrage 3. Les éléments de filtrage 2 et 3 sont supportés par une paire de grilles 4. Le bottier 1 et les grilles 4 sont réalisés en polypropylène, matière non polaire inerte par rapport à la protéine à déterminer. Le bottier se compose de deux collets circulaires 5 et 6 qui peuvent être vissés l'un sur comme représenté à la fig. 23 par l'intermédiaire d'éléments filetés mâle et femelle 7 et 8 de manière à former un tube dans lequel les éléments de filtrage 2 et 3 ainsi que les grilles 4 sont serrés et à travers lesquels peut passer l'eau contenant le composé biochimique à déterminer. Une déformation des éléments de filtrage causée par la pression de l'eau traversant le tube dans le sens représenté aux fig.I et 2 par les flèches est empêchée par les grilles. Les éléments de filtrage présentent un diamètre égal à 47 mm. L'élément de filtrage 2, c'est-à-dire le premier élément qui est mis en contact avec l'eau traversant le tube, est un filtre de surface. L'élément de filtrage 2 est réalisé en une matière non polaire vendue dans le commerce sous la marque déposée téflon". Cette matière est un copolymère fluoré d'éthylène et de propylène ou du polytétrafluoréthylène présentant une dimension de pores d'environ 5,0 microns. L'élément de filtrage 2 a pour fonction de retenir la matière particulaire présente dans l'eau traversant cet élément. Des exemples de telles matières particulaires sont constitués par du sable, des oxydes métalliques et des composés biochimiques particulaires insolubles, par exemple une protéine insoluble. L'élément de filtrage 3, c'est-à-dire le second élément qui est mis en contact avec l'eau traversant le tube, est également un filtre de surface. L'élément de filtrage 3 est réalisé en un mélange d'esters de nitrate et d'acétate de cellulose. Le mélange d'esters de cellulose est une matière polaire présentant une dimension de pores d'environ 0,45 micron et qui peut adsorber des composés biochimiques solubles, par exemple une protéine soluble dans l'eau et qui se trouve dans l'eau traversant le filtre. Lors du fonctionnement du filtre, on fait traverser le tube par un courant d'eau de mer à un débit de 1 litre par heure dans le sens représenté par la flèche des fig. 1 et 2. Après 1 heure de ce passage, les éléments de filtrage sont enlevés du bottier, et la quantité de protéines déposée sur chaque élé- ment est déterminée par la technique de coloration dite à noir aminé, ou encore "amino black stainlng technique" décrite dans "Analytical Biochemistry", 1973, 562 pp 502-514 (W Shaffner). La quantité totale de protéines présentes telle qu'elle a été déterminée par cette technique a été trouvée égale à 700 microgrammes. La quantité de protéines solubles dans 1'eau a été trouvée égale à 680 microgrammes et celle de protéines insolubles de 20 microgrammes. REVENDICATIONS 1 - Filtre pour la détermination d'un ou de plusieurs composés biochimiques présents dans l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend un premier élément de filtrage et un second élément de filtrage ainsi qutun bottier dans lequel ces éléments sont disposés en série, le premier élément de filtrage étant esentiel- lement réalisé en une matière non polaire présentant une dimension de pores comprise entre 1 et 10 microns et le second élément de filtrage étant essentiellement réalisé en une matière polaire présentant une dimension de pores comprise entre 0,2 et 5,0 microns et qui est capable d'adsorber un ou plusieurs composés biochimiques polaires solubles dans l'eau. 2 - Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension de pores du premier élément de filtrage est comprise entre 2 et 6 microns. 3 - Filtre selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur du premier élément de filtrage n'est pas supérieure à 0,1 mimi. 4 - Filtre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier élément de filtrage est essentiellement réalisé en copolymère fluoré d'éthylène et de propylène ou en polytétrafluoréthylène. 5 - Filtre selon l'une des revendications 1 à X, caractérisé en ce que le second élément de filtrage présente une dimension de pores comprise entre 0,2 et 1,0 micron. 6 - Filtre selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur du second élément de filtrage n'est pas supérieure à O,1 -. 7 - Filtre selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le second élément de filtrage est essentiellement réalisé en un mélange d'esters, de nitrate et d'acétate de cellulose. 8 - Procédé de détermination d'un ou plusieurs composés biochimiques présents dans lteau, caractérisé en ce que l'on fait passer l'eau à travers le filtre selon l'une des revendications 1 à 7, et en ce qu'on détermine de manière qualitative et/6u quantitative le ou les composés biochimiques présents sur le ou les éléments de filtrage. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'eau est de l'eau de mer utilisée en tant qu'eau d'injection pour champs pétrolifères sous-marins, et en ce que le composé biochimique est une protéine.