Brevet FR2934853A1 — publié le 20100212

Procédé de traitement d'eau optimisé 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du traitement de l'eau. Plus précisément, l'invention concerne le traitement des eaux usées en vu de leur épuration ou le traitement de l'eau en vue de sa potabilisation, dans des unités de filtration. L'invention se rapporte notamment, mais non exclusivement, aux bioréacteurs à membranes, aux filtres biologiques (tel que le Biostyr� commercialisé par la Demanderesse), aux filtres à sable ou aux filtres membranaires (tels que ceux qui peuvent être mis en oeuvre pour l'osmose inverse, l'ultrafiltration, la nanofiltration ou la microfiltration). 2. Art antérieur La plupart des unités de filtration utilisées pour le traitement de l'eau comprennent une cuve ouverte ou fermée qui forme un réacteur. L'eau à traiter est introduite dans ce réacteur afin d'en abattre la pollution. Elle peut par exemple y subir un traitement biologique. Ces unités de filtration peuvent être constituées par des membranes ou tout autre matériau filtrant (sable, billes de polystyrène, etc...). Lors de la filtration de l'eau, les matières solides qui sont séparées de l'eau sont retenues par ces unités de filtration. Dès lors, on comprend que la filtration de l'eau s'accompagne du colmatage progressif des unités de filtration. Afin de limiter le colmatage des unités de filtration, différentes technologies peuvent être mise en oeuvre, comme par exemple les rétrolavages ou la mise en oeuvre d'aérateurs dans le cadre de réacteurs biologiques à membranes. Ces aérateurs, généralement positionnés en dessous des modules membranaires, permettent d'injecter un gaz (essentiellement de l'air) de préférence de façon intermittente dans le réacteur. Ce gaz remonte sous forme de bulles le long des membranes et crée à leur surface un phénomène d'agitation qui tend à limiter leur colmatage. 3. Inconvénients de l'art antérieur Toutefois, le colmatage des unités de filtration, qui n'est à ce jour pas parfaitement maîtrisé, est à l'origine de surcoûts de production qui sont suffisamment importants pour constituer un obstacle majeur au développement de ce type de technologie de traitement. Notamment, le colmatage des unités de filtration engendre une augmentation des besoins énergétiques. Ceci s'explique par le fait que le colmatage des unités de filtration s'accompagne d'une augmentation de la perte de charges à travers elles ce qui nécessite la création d'une dépression plus importante afin que l'eau à traiter les traverse. De plus, les unités de filtration ont une durée de vie qui est d'autant plus limitée que leur colmatage progressif impose d'augmenter la dépression nécessaire à faire passer l'eau au travers de celles-ci. C'est la raison pour laquelle il est nécessaire d'injecter de l'air pour prévenir et limiter le colmatage des membranes d'un bioréacteur à membranes. Le colmatage des membranes impose donc la réalisation d'opérations de maintenance afin de prévenir l'usure des membranes et de rétablir leur pouvoir de rétention. À cet effet, les phases de filtration peuvent être alternées avec : - des phases de relaxation durant lesquelles le flux à travers les membranes est arrêté ; - des phases de rétrolavage au cours desquelles de l'eau à traiter est injectée à contre courant à travers le matériau ou les membranes de filtration. Ces phases ont pour objectif de retirer le gâteau de particules qui s'est déposé à la surface des membranes. Lorsque la mise en oeuvre des phases énoncées ci-dessus ne suffit pas et que le colmatage des unités de filtration devient trop important, il devient nécessaire de procéder à des phases de traitement curatif par exemple des phases de nettoyage de maintenance ou de trempage avec des réactifs. La maintenance des unités de filtration impose alors des remplacements du matériau de filtration, une main d'oeuvre relativement importante et génère en conséquence des coûts assez importants. Des techniques ont été proposées afin de pallier cet inconvénient. Ces techniques concernent principalement le traitement de l'eau au sein de bioréacteurs à membranes du fait qu'ils constituent les cas les plus complexes et les plus difficiles à résoudre. Notamment, la demande de brevet internationale portant le numéro WO-A1-2007/006153 décrit une technique de traitement d'eau ayant pour objectif de limiter les dépenses énergétiques tout en limitant le colmatage des membranes. La technique décrite dans ce document propose de contrôler différents paramètres d'un procédé de traitement d'eau en fonction de la valeur de la résistance des membranes calculée au cours du traitement. La valeur de la résistance est comparée à deux valeurs seuils de résistance : 15 - une valeur limite supérieure qui correspond à la valeur de résistance maximum tenable par la membrane ; - une valeur limite inférieure en dessous de laquelle il est possible de faire évoluer les paramètres contrôlés afin de réaliser des économies d'énergie. Lorsque la valeur de résistance mesurée est supérieure à la valeur limite 20 supérieure, ce qui signifie que le colmatage de la membrane est trop important, le taux d'aération est augmenté de façon à limiter le colmatage. Lorsque la valeur de résistance est inférieure à la valeur limite inférieure, ce qui signifie que le traitement de l'eau engendre un faible colmatage et donc que le besoin en aération des membranes est faible, le taux d'aération est réduit de façon à permettre de 25 réaliser des économies d'énergie. Lorsque la valeur de la résistance se situe entre la limite supérieure et la limite inférieure, ce qui signifie que le système fonctionne correctement, les paramètres contrôlés ne sont pas modifiés Des paramètres autres que le taux d'aération peuvent également être contrôlés. Ceux-ci sont organisés hiérarchiquement et sont modifiés de manière itérative, l'un après l'autre, jusqu'à ce qu'un niveau de performance satisfaisant soit atteint. Une telle technique permettrait, telle que cela est indiqué dans cette demande de brevet, de réduire de façon significative la consommation en énergie nécessaire à l'aération des membranes. Toutefois, cette technique présente de nombreux inconvénients. Notamment, selon cette technique, d'une part les valeurs de références auxquelles la valeur de résistance mesurée est comparée, et d'autre part les valeurs de consigne des paramètres contrôlés (par exemple consigne d'aération), sont déterminées par expérience en traitant une eau de référence dans une installation type. En d'autres termes, ces valeurs déterminées par expérience conduisent à exploiter de façon optimale les membranes mises en oeuvre dans cette installation type lors du traitement d'une eau présentant les qualités de l'eau traitée au cours de la mise au point du système. Ainsi, au cours du traitement d'une eau dont les qualités sont différentes de celle de l'eau ayant servi à la mise au point de l'installation, les performances des membranes ne sont pas exploitées de façon optimale. En outre, les valeurs limites supérieure et inférieure auxquels la résistance mesurée est comparée sont fixes. Ainsi, tant que la valeur mesurée de la résistance des membranes est supérieure à la valeur maximale, le ou les paramètres contrôlés sont modifiés de telle manière que le colmatage des membranes soit limité, ce qui implique que la capacité de production du système est limitée. En d'autres termes, lorsque la qualité de l'eau à traiter est particulièrement mauvaise, la prévention du colmatage des membranes sera privilégiée au détriment des capacités de production. Ceci peut conduire à une situation dans laquelle la quantité d'eau produite est inférieure aux besoins et donc insuffisante. Par ailleurs, cette technique fonctionne de manière itérative, c'est-à-dire que chaque paramètre contrôlé n'est modifié que si la modification préalable du paramètre supérieur dans la hiérarchie n'a pas conduit à améliorer l'efficacité du système. Ceci implique qu'après la modification d'un premier paramètre, l'impact de cette modification soit évalué. Si le niveau de performance souhaité n'est pas atteint par cette modification du premier paramètre, un deuxième paramètre doit être modifié, ceci étant réitéré jusqu'à ce que le niveau de performance attendu soit atteint. Ainsi, lorsque la qualité de l'eau à traiter varie rapidement, les modifications apportées en vue d'améliorer les performances du système n'exercent aucun impact positif réel du fait du manque de réactivité du système. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un procédé de traitement d'eau qui permette d'utiliser de manière optimale les unités de filtration. Notamment un objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui permette de limiter le colmatage des unités de filtration. Un objectif de l'invention est également de mettre en oeuvre une telle technique qui soit particulièrement efficace y compris au cours des variations de qualité de l'eau à traiter. L'invention a encore pour objectif de fournir une telle technique qui permette dans la plupart des conditions d'exploitation de produire une quantité 20 suffisante d'eau traitée, c'est-à-dire correspondant au souhait. 5. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de traitement d'eau dans une installation comprenant une pluralité d'unités de filtration, ledit procédé comprenant au moins une étape de 25 filtration de ladite eau dans lesdites unités de filtration dans des conditions de filtration initiales, et une étape de modification éventuelle de la valeur d'au moins un paramètre contrôlé à l'intérieur d'un intervalle de tolérance. Selon l'invention, un tel procédé comprend : - une étape de détermination de la valeur d'au moins une information 30 représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer ; - une première étape de comparaison de ladite valeur d'au moins une information représentative du pouvoir colmatant avec une valeur seuil prédéterminée ; - une étape de détermination des bornes dudit intervalle de tolérance pour ledit au moins un paramètre contrôlé en fonction de ladite première étape de comparaison, ladite étape de détermination de la valeur de ladite au moins une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer étant obtenue en faisant transiter ladite eau à filtrer, dans des conditions différentes desdites conditions de filtration initiales, à travers au moins une desdites unités de filtration constituant une unité de filtration témoin. La caractéristique selon laquelle l'eau à filtrer transite dans l'unité témoin dans des conditions différentes des conditions de filtration initiales dans lesquelles elle transite à l'intérieur des autres unités de filtration signifie que les conditions de pression, de débit, de durée ... de transit de l'eau au sein de l'unité témoin sont différentes de celles au sein des unités de filtration. Ainsi, l'invention repose sur une approche originale du traitement de l'eau au sein d'au moins un réacteur dans lequel des paramètres du procédé sont contrôlés et les bornes des intervalles de tolérance de ces paramètres sont modifiées en fonction du pouvoir colmatant de l'eau à traiter. Dans le cas où les modules de filtration sont des modules membranaires, cet aspect de l'invention est particulièrement intéressant dans la mesure où il permet d'optimiser au mieux l'utilisation des membranes mises en oeuvre en fonction des contraintes d'exploitation. En effet, le fait de déterminer le pouvoir colmatant de l'eau à filtrer et de modifier en conséquence l'intervalle de tolérance du ou des paramètres contrôlés permet de modifier le ou les paramètres contrôlés à l'intérieur de plages adaptées au traitement de cette eau par les membranes qui sont mises en oeuvre. Cet avantage n'est pas seulement procuré lors de la mise en oeuvre de 30 modules membranaires. Il peut au contraire également être procuré lors de la mise en oeuvre d'autre type d'unité de filtration comme par exemple les filtres à sable, les filtres biologiques, les filtres composés d'une pluralité de billes, par exemple en polystyrène, immergées à l'intérieur d'une colonne que traverse l'eau à traiter... dont le colmatage peut être mieux maîtrisé et l'utilisation peut être optimisée par la mise en oeuvre de l'invention. De plus, cette mise en oeuvre permet en particulier de faire transiter l'eau à traiter de façon accélérée à travers une unité de filtration similaire à celle servant à filtrer l'eau de manière à pouvoir anticiper le comportement des modules de filtration lors du traitement de l'eau venant d'entrer dans l'installation. Cette étude permet alors de définir les bornes des intervalles de tolérance des différents paramètres contrôlés afin que ceux-ci soient ajustés dans des plages de valeurs qui permettent d'utiliser de façon optimale les ressources des modules de filtration compte tenu de la nature de l'eau à traiter. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite étape de 15 détermination de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer comprend les sous-étapes suivantes : - effectuer des cycles de filtration successifs de ladite eau à travers ladite unité de filtration témoin ; - mesurer en continu l'évolution de la pression ou de la perte de charge à 20 travers ladite unité de filtration témoin au cours de chacun desdits cycles de filtration ; - faire varier la valeur du flux auquel ladite eau transite à travers ladite unité de filtration témoin de façon telle que ladite eau transite au cours de chacun desdits cycles de filtration selon un flux dont la valeur est 25 différente de la valeur du flux de filtration de ladite eau dans au moins un cycle de filtration précédent ; ladite information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer étant la valeur du flux de circulation de ladite eau enregistrée pendant un desdits cycles de filtration au cours duquel ladite pression ou ladite perte de charge augmente au- 30 delà d'un seuil prédéterminé. La mise en oeuvre de ces étapes permet de définir le flux critique, c'est-à-dire le flux d'eau passant à travers une unité de filtration au-delà duquel le colmatage de cette unité devient irréversible. Le flux critique est un indicateur du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer particulièrement représentatif et fiable. Cette technique de détermination du flux critique permet en conséquence d'obtenir de façon sûre et précise une image du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer. Avantageusement, un procédé selon l'invention comprend pour chacune desdites unités : - une étape de mesure de la valeur d'au moins une information 10 représentative de la résistance desdites unités de filtration ; - une étape de calcul de la valeur de la résistance desdites unités de filtration - une deuxième étape de comparaison de ladite valeur de la résistance calculée à une valeur de résistance seuil prédéterminée ; 15 une étape de modification éventuelle dudit au moins un paramètre contrôlé en fonction de ladite deuxième étape de comparaison. Il est rappelé que la résistance d'une unité de filtration est égale à l'inverse de sa perméabilité. La perméabilité d'une unité de filtration est égale au rapport du flux d'eau la traversant sur la pression, le flux étant lui-même égale au rapport 20 du débit de filtration sur la surface de filtration. L'invention repose donc sur la modification de paramètres contrôlés en fonction de la valeur de la résistance des unités de filtration. La résistance constitue en effet un indicateur qui permet de suivre efficacement l'évolution dans le temps du colmatage des unités de filtration. 25 Selon un aspect préféré de l'invention, au moins deux desdits paramètres sont modifiés simultanément. Cette caractéristique permet d'assurer qu'un procédé selon l'invention permet de gérer efficacement les variations de qualité d'eau. Selon un autre aspect avantageux, un procédé de traitement selon 30 l'invention comprend une étape de modification de ladite valeur de résistance seuil dans un intervalle de tolérance. Il est donc possible de corriger la valeur seuil de la résistance des unités de filtration afin de permettre d'accepter davantage de colmatage ou au contraire de le limiter en fonction des circonstances. En particulier, selon encore un autre aspect avantageux, un procédé selon l'invention comprend une étape de choix de la valeur du volume d'eau à traiter sur une période donnée. Il est ainsi possible de corriger la valeur seuil de résistance de façon à répondre aux besoins en production d'eau traitée. Dans ce cas, le procédé comprend avantageusement : - une étape de mesure du volume d'eau traitée ; - une troisième étape de comparaison de la valeur dudit volume d'eau traitée avec ladite valeur choisie de consigne de volume d'eau devant être traitée sur une période donnée ; - une étape de correction éventuelle de ladite valeur de résistance seuil en fonction de ladite troisième étape de comparaison. Ceci permet de pouvoir modifier la manière dont les paramètres contrôlés sont pilotés de manière à permettre de produire l'eau en quantité suffisante. Ainsi, lorsque l'eau n'est pas produite en quantité suffisante, la valeur seuil de résistance pourra être modifiée à la hausse de manière à autoriser un colmatage plus important des membranes. Il sera alors possible de donner priorité à la production de l'eau et de la produire de façon à satisfaire les besoins au détriment de l'endommagement des unités de filtration. Selon une caractéristique préférentielle, ledit au moins un paramètre contrôlé est un paramètre lié au colmatage desdites unités de filtration. La mise en oeuvre de l'invention conduit donc à maîtriser, à tout le moins dans une meilleure mesure comparativement aux techniques de l'art antérieur, le colmatage des unités de filtration. Préférentiellement, ledit au moins un paramètre contrôlé appartient au 30 groupe comprenant : - la durée de filtration dans chacune desdites unités de filtration ; - le flux de filtration dans chacune desdites unités de filtration ; - le temps de relaxation desdites unités de filtration ; - le débit d' aération desdites unités de filtration ; - la durée d' aération desdites unités de filtration ; - la quantité d'unités de filtration mis en oeuvre ; - l'activation d'un cycle de rétrolavage ; - le débit de rétrolavage, la durée de rétrolavage, la fréquence de rétrolavage, le volume d'eau de rétrolavage dans chacune desdites unités de filtration. ; 10 - le taux de conversion ; - l'ouverture ou la fermeture d'une boucle de recirculation ; - l'activation d'un nettoyage de maintenance desdites unités de filtration ; - l'activation d'un nettoyage curatifs desdites unités de filtration. Le fait d'agir sur l'un au moins de ces paramètres permet de contrôler 15 l'impact de traitement de l'eau sur le colmatage des unités de filtration. La présente demande porte également sur une installation pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. Une installation de ce type comprend : - une batterie d'unités de filtration et des moyens d'aération desdites unités 20 de filtration ; - des premiers moyens de soutirage de ladite eau à travers ladite batterie ; - des moyens de mesure de la résistance desdites unités de filtration ; - des moyens de mesure de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant de ladite eau à filtrer ; 25 - des moyens de contrôle d'au moins un paramètre de traitement. Également selon l'invention, lesdits moyens de mesure de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant comprennent au moins une unité de filtration constituant une unité de filtration témoin apte à fonctionner dans des conditions différentes de ladite batterie et présentant les mêmes caractéristiques 30 que lesdites unités de filtration formant ladite batterie, et des seconds moyens de soutirage de ladite eau à travers ladite unité témoin. Avantageusement, lesdites unités de filtration appartiennent au groupe comprenant : - les unités de filtration sur sable ; - les unités de filtration sur membranes ; - les unités de filtration biologique ; - les unités de filtration sur billes de polystyrène. La présente technique peut donc être mise en oeuvre pour tout type de filtration. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente un schéma d'une installation selon l'invention ; - la figure 2 présente une variante d'une installation selon l'invention ; - la figure 3 illustre un schéma du système de commande d'un procédé selon l'invention. 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe général de l'invention L'invention concerne un procédé de traitement d'eau au sein d'un réacteur, comme par exemple une réacteur biologique à membranes et dans lequel au moins un paramètre tel que par exemple le taux d'aération des membranes, le flux traversant les membranes... est contrôlé de telle manière que sa valeur peut évoluer dans une plage de tolérance. Il est noté que ce paramètre peut par exemple être modifié en fonction de la valeur de la résistance des membranes mesurée en temps réel. L'invention repose sur la mise en oeuvre d'une étape de mesure d'une information représentative du pouvoir colmatant et d'une étape de comparaison de cette valeur avec une valeur seuil prédéterminée de manière à faire évoluer les bornes de l'intervalle de tolérance du ou des paramètres contrôlés. Cette étape de détermination de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer est obtenue en faisant transiter l'eau à traiter dans des conditions particulières à travers une unité de filtration témoin. Cette mise en oeuvre permet en particulier de faire transiter l'eau à traiter de façon accélérée à travers une unité de filtration similaire à celle servant à filtrer l'eau de manière à pouvoir anticiper le comportement des modules de filtration lors du traitement de l'eau venant d'entrer dans l'installation. Cette étude permet alors de définir les bornes des intervalles de tolérance des différents paramètres contrôlés afin que ceux-ci soient ajustés dans des plages de valeurs qui permettent d'utiliser de façon optimale les ressources des modules de filtration compte tenu de la nature de l'eau à traiter. La mise en oeuvre de ces étapes est intéressante en particulier du fait qu'elle permet de faire évoluer les plages de fonctionnement de l'installation en fonction de la qualité de l'eau à traiter. Ainsi, lorsque le pouvoir colmatant est inférieur à une valeur de référence, ce qui signifie que la qualité de l'eau à traiter est relativement bonne, les paramètres contrôlés seront susceptibles d'évoluer dans une certaine plage de valeur. S'il est détecté que le pouvoir colmatant de l'eau à filtrer est supérieur à une valeur de référence, ce qui signifie que la qualité de l'eau se dégrade, la plage dans laquelle les paramètres contrôlés sont susceptibles d'évoluer sera modifiée. Cet aspect de l'invention est particulièrement intéressant dans la mesure où il permet d'optimiser au mieux l'utilisation des membranes mises en oeuvre en fonction des contraintes d'exploitation. En effet, le fait de déterminer le pouvoir colmatant de l'eau à filtrer et de modifier en conséquence l'intervalle de tolérance du ou des paramètres contrôlés permet de modifier le ou les paramètres contrôlés à l'intérieur de plages adaptées au traitement de cette eau par les membranes qui sont mises en oeuvre. Selon un autre aspect de l'invention, il est également prévu que la valeur seuil de résistance à laquelle la résistance calculée en temps réel est comparée peut être modifiée. En particulier, cette valeur pourra être choisie, dans un intervalle de tolérance dont les bornes seront prédéterminées, en comparant le flux à traiter sur une période donnée avec le flux déjà traité avant l'expiration de cette période. Ainsi, si l'on considère que 100 m3 d'eau doivent être traités sur une journée mais qu'au 3/4 de la journée seulement 50 m3 ont été traités, la valeur seuil de résistance sera relevée de façon à permettre de produire de l'eau dans les quantités souhaitées, c'est-à-dire en exploitant d'avantage les capacités des membranes. Dans ce cas, on privilégie la production au détriment des membranes. Ceci s'oppose clairement à la pratique courante de l'homme du métier qui, dans les techniques de l'art antérieur, privilégie la prévention de la détérioration des membranes ce qui peut conduire dans certains cas à ne pas atteindre le niveau de production d'eau traitée requis. Selon encore un autre aspect de l'invention, les consignes de plusieurs paramètres contrôlés peuvent varier simultanément en fonction de la valeur de la résistance des membranes. Ceci s'oppose à la technique de l'art antérieur selon laquelle les paramètres contrôlés sont modifiés un à un en respectant un ordre de priorité et en évaluant l'impact de chacune des modifications jusqu'à obtenir un niveau de performance convenable. Cette caractéristique de l'invention permet d'améliorer de façon significative la réactivité du procédé en cas de variation de la qualité de l'eau à traiter. 7.2. Exemple d'un mode de réalisation de l'invention 7.2.1. Architecture d'une installation de traitement La figure 1 illustre une représentation schématique d'une installation destinée à la mise en oeuvre d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention. Ainsi que cela apparaît sur cette figure, une telle installation comprend un réacteur biologique 10 contenant de l'eau à traiter mélangée avec de la boue activée. Ce réacteur biologique 10 loge une unité de filtration membranaire 11. Cette unité de filtration membranaire 11 peut intégrer une pluralité de modules membranaires par exemple de type microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, osmose inverse... Ces modules membranaires peuvent par exemple comprendre des fibres creuses, des membranes planes, des membranes tubulaires ou des membranes de tout autre type. Le réacteur biologique 10 loge également un module membranaire témoin 12. Ce module membranaire témoin 12 est identique et présente les mêmes caractéristiques que les modules qui composent l'unité de filtration membranaire 11. Des moyens d'aération sont prévus dans une partie inférieure du réacteur biologique 10. Ces moyens d'aération peuvent prendre la forme de buses d'injection de gaz 13, préférentiellement de l'air. Ces buses 13 sont reliées à un surpresseur 14. L'air injecté au sein du réacteur biologique 10 assure une fonction de décolmatage et/ou de prévention du colmatage des membranes de filtration. En effet, l'air injecté dans le réacteur biologique 10 remonte sous forme de bulles 15 le long des membranes de telle sorte qu'il engendre à leur surface un phénomène d'agitation. Ce phénomène d'agitation permet de limiter l'agglomération de la boue activée sur les membranes et permet également de retirer une partie du dépôt accumulé à la surface des membranes, dénommé gâteau. Un autre dispositif d'aération (non représenté) assure l'aération de la boue activée pour le traitement biologique. L'unité de filtration membranaire 11 est reliée à une première pompe de 25 soutirage à débit variable 16. Le module membranaire témoin 12 est relié à une seconde pompe de soutirage à débit variable 17. Cette installation comprend en outre une batterie de capteurs (non représentés) qui permettent de mesurer différentes informations relatives à l'état du système. Elle comprend en particulier des capteurs qui permettent la mesure, 30 pour chacun des modules membranaires de l'unité de filtration 11, de la valeur des informations nécessaires au calcul de leur résistance, notamment la pression transmembranaire, le débit, la température. Elle comprend également des capteurs permettant de mesurer l'ensemble des informations nécessaires au calcul du flux traversant le module témoin 12, notamment le débit, la pression transmembranaire et la température. La figure 2 illustre une variante d'une installation selon l'invention dans laquelle un premier 20 et un deuxième 21 réacteurs sont mis en oeuvre. Le premier réacteur 20 constitue un bassin de boue activée alors que le deuxième réacteur 21 loge les modules membranaires. Dans ce mode de réalisation, les modules de filtration sont des modules membranaires. Dans des variantes, il pourra bien entendu s'agir d'autre type d'unité de filtration comme par exemple des filtres à sable... Cette installation comprend également des moyens permettant de contrôler différents paramètres du procédé de traitement en fonction des différentes mesures effectuées. La figure 3, représente un schéma qui illustre les moyens de contrôle et de commande d'une installation selon l'invention, ainsi que la façon dont ils interagissent. Dans le présent mode de réalisation, le procédé selon l'invention permet le 20 contrôle de quatre paramètres : - le temps de filtration ; - le flux de filtration ; - le temps de relaxation ; - le débit d'aération des membranes. 25 Toutefois, d'autres paramètres peuvent être utilisés comme le temps et le débit de rétrolavage... Dans des variantes de ce mode de réalisation, il pourra également être prévu que plus ou moins de quatre paramètres soient contrôlés. Il pourra notamment être envisagé un mode de réalisation selon lequel un seul paramètre 30 soit contrôlé. Les moyens de commandes comprennent ici six régulateurs (21 à 26). Quatre de ces régulateurs permettent la délivrance d'une consigne de commande d'un paramètre contrôlé en comparant la valeur calculée de la résistance de chacun des modules à une valeur seuil prédéterminée : - le régulateur 22 permet de délivrer une consigne de temps de filtration ; - le régulateur 23 permet de délivrer une consigne de débit ou flux de filtration (le flux étant le débit rapporté à la surface de filtration) ; - le régulateur 24 permet de délivrer une consigne de temps de relaxation ; - le régulateur 25 permet de délivrer une consigne de débit d'aération. Le régulateur 21 permet de corriger l'intervalle de tolérance dans lequel doit se situer la consigne de chacun des paramètres contrôlés délivrés par les régulateurs 22 à 25, en comparant une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à traiter avec une valeur seuil prédéterminée. Le régulateur 26 permet de corriger la valeur seuil de résistance à l'intérieur d'un intervalle dont les bornes sont prédéterminées, en comparant le volume d'eau traitée sur une période donnée avec le volume d'eau ayant été effectivement traité depuis le début du traitement. 7.2.2. Etalonnage de l'installation A/ Détermination d'intervalles de tolérance pour chaque paramètre contrôlé L'étalonnage d'une installation selon l'invention comprend la détermination d'intervalles de tolérance pour chaque paramètre contrôlé selon la qualité de l'eau à traiter. Ainsi, à différentes qualités d'eau vont être affectés différents intervalles de tolérance pour chaque paramètre contrôlé. Ces intervalles de tolérance sont déterminés par expérience en tenant compte du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer qui constitue un paramètre représentatif de la qualité de l'eau à traiter. La détermination du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer est obtenue en déterminant, avec le module témoin, le flux critique, c'est-à-dire le flux à partir 30 duquel le colmatage de la membrane devient irréversible. La détermination du flux critique est obtenue en faisant subir au module témoin une succession de cycles de filtration, la valeur du flux étant augmentée entre chaque cycle par exemple par la mise en oeuvre d'une pompe de soutirage à débit variable. La pression transmembranaire est mesurée en continu au cours de chaque cycle de filtration. Ceci peut par exemple être réalisé au moyen d'un manomètre. Lorsqu'il est détecté que la pression transmembranaire augmente au-delà d'un seuil prédéterminé, fixé au départ de manière empirique et ajusté au cas par cas, au cours d'un cycle de filtration, la valeur du flux selon lequel l'eau à traiter est filtrée au cours de ce cycle est le flux critique. Ce protocole de détermination du flux critique n'est qu'un exemple. D'autres méthodes pourraient être mise en oeuvre à cet effet. Dans des variantes, il peut être prévu de procéder, entre chaque cycle de filtration, à une phase de relaxation, ou de rétrolavage de façon à restaurer la membrane. Il peut également être prévu que le flux ne soit pas systématiquement augmenté entre deux cycles de filtration consécutifs. Au cours de la mise au point du procédé, plusieurs expériences sont réalisées sur l'installation de façon à traiter des eaux de différentes qualités et à déterminer pour chacune d'entre-elles des intervalles de tolérance optimaux pour chacun des paramètres contrôlés. Pour chaque essai avec une eau de qualité particulière, les consignes de chaque paramètre contrôlé sont modifiées et l'impact de ces modifications sur le colmatage des membranes est évalué de façon à déterminer des conditions de fonctionnement permettant d'utiliser de façon optimale les membranes pour le traitement d'une eau présentant ces qualités particulières. À l'issue des essais de mise au point de l'installation, à chaque valeur de flux critique testée est affecté un intervalle de tolérance pour chacun des paramètres contrôlés permettant une exploitation optimale des membranes lors du traitement de chaque type d'eau. Ces essais permettent également de déterminer pour chaque installation, la 30 qualité moyenne de l'eau qui sera amenée à y être traitée. La qualité de l'eau la plus fréquemment rencontrée au cours des essais, représentée par son pouvoir colmatant, sera considérée comme étant la valeur seuil de pouvoir colmatant. B/ Détermination de la valeur seuil de résistance Tel que cela a été décrit précédemment, chaque paramètre contrôlé peut 5 être modifié en comparant la résistance calculée pour chacune des membranes à une valeur seuil. Selon un aspect de l'invention, la valeur de résistance seuil peut varier à l'intérieur d'un intervalle de tolérance dont les bornes sont prédéfinies. Plus précisément, le régulateur 26 permet de corriger la valeur seuil de la 10 résistance en comparant le volume d'eau devant être traité sur une période donnée (par exemple une journée) et le volume d'eau effectivement traité depuis le début de cette période (par exemple depuis le matin). Ainsi, au fur et à mesure de l'avancement de la journée, si la quantité d'eau produite ne permet pas de répondre aux besoins, le régulateur 26 permet de modifier la valeur seuil de 15 résistance de façon à permettre une production suffisante d'eau traitée. En fonction des résultats de cette comparaison, le régulateur 26 pourra par exemple basculer automatiquement entre trois modes de traitement : mode prudent, mode optimal ou mode maximal. À chaque mode de traitement correspond une valeur de résistance. 20 Si la quantité d'eau produite est conforme aux besoins, le régulateur 26 choisira de fonctionner en mode optimal. Si la quantité d'eau produite est supérieure au besoin, le régulateur 26 bascule en mode prudent de manière à privilégier la prévention du colmatage à la production de l'eau traitée. 25 Si au contraire, l'eau n'est pas produite en quantité suffisante, le régulateur 26 bascule en mode maximal de manière à privilégier la production d'eau traitée en tirant profit au maximum des capacités des membranes. Les régulateurs 22 à 25 établissent alors une relation entre la résistance calculée et la consigne de résistance délivrée par le régulateur 26, et délivrent des 30 consignes pour chaque paramètre contrôlé. 7.2.3. Mise en oeuvre du procédé La mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention va maintenant être décrite. Au cours du traitement de l'eau, le flux critique qui représente le pouvoir colmatant de l'eau est déterminé tel que cela a été décrit précédemment par la mise en oeuvre d'une succession de phases de filtration à travers le module témoin. Le régulateur 21 compare ensuite la valeur du flux critique déterminé à une ou plusieurs valeurs seuil de façon à modifier les bornes des intervalles de 10 tolérance de chaque paramètre contrôlé. Parallèlement, les mesures effectuées par les différents capteurs permettent de calculer la résistance de chaque membrane. Les régulateurs 22, 23, 24, 25 déterminent respectivement en fonction de la résistance de chaque membrane et de la consigne de résistance qui est liée au 15 mode de fonctionnement enclenché par le régulateur 26 : consigne de temps de filtration ; consigne de débit de filtration ; consigne de temps de relaxation ; consigne de débit d'aération. 20 Les valeurs de ces consignes sont comprises dans les intervalles de tolérance définis par le régulateur 21. Si la qualité d'eau se dégrade, c'est-à-dire que son pouvoir colmatant augmente, le régulateur 21 modifie les bornes des intervalles de tolérance de chaque paramètre contrôlé. 25 Si la consigne de l'un de ces paramètres se trouve en dehors de son nouvel intervalle, elle est modifiée en conséquence. Sinon, la consigne n'évolue pas. Si la modification de la qualité de l'eau à un impact sur la résistance calculée de chacune des membranes, alors les régulateurs 22, 23, 24, 25 délivreront de nouvelles consignes situées dans les nouveaux intervalles définis 30 par le régulateur 21. L'opérateur fixe pour la journée une consigne de volume d'eau devant être traité. Le volume d'eau traité depuis le matin est calculé au cours de la mise en oeuvre du procédé. Si au fur et à mesure de l'écoulement de la journée, une comparaison par le régulateur 26 du volume devant être traité sur la journée et du volume effectivement passé depuis le début de la journée permet de déceler que le système ne permet pas de produire de l'eau dans des quantités suffisantes, le régulateur 26 modifiera la consigne de résistance. Ainsi, les capacités des membranes pourront être davantage exploitées de façon à augmenter la productivité au détriment de leur durée de vie. Selon une variante, il peut être prévu la mise en oeuvre de deux horizons de commande. Un horizon de commande, dit � horizon court �, pourra être mis en oeuvre pour le suivi de l'évolution du colmatage. Un horizon de commande, dit � horizon long � pourra être mis en oeuvre pour le suivi de l'évolution du volume d'eau produit. Il est noté les horizons court et long peuvent être liés par exemple par une relation de type facteur multiplicateur. À titre d'exemple, si l'on considère qu'un cycle de filtration a une durée de 15 minutes, et que le calcul de l'évolution de la résistance se fait sur 5 à 10 cycles, ce calcul sera réalisé en moins de trois heures. Si l'on considère que les horizons court et long sont liés par un facteur multiplicateur de 8, le suivi du volume d'eau traité se fera sur 24 heures. Le principe général de mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention étant posé, des exemples de comportement de la régulation sont à présents décrits. A/ Mode prudent Le tableau 1 regroupe les données relatives à une situation de départ dite 25 situation initiale. Tableau 1 : Valeurs initiales Paramètres Valeur Seuil min Seuil max Consigne type d'eau 40 L/h/m2 Consigne de volume journalier 100 m3/j Consigne de colmatage à long terme 4 m-~/j Mesure du volume journalier 110 m3/j Mesure du flux critique 40 L/h/m2 Mesure du colmatage à long terme 3 m-l/j Régulateur 22 temps de filtration 20 minutes 15 30 Régulateur 23 flux de filtration 251/h/m2 20 30 Régulateur 24 temps de relaxation 25 secondes 15 30 Régulateur 25 aération membrane 10 10 15 Nm3/h/m2 Tel que cela est indiqué dans ce tableau 1, la consigne type d'eau à filtrer, qui correspond à la valeur de référence du flux critique à travers le module témoin, est fixée à 40 L/h/m2. Le volume journalier d'eau devant être traité est fixé à 100 m3/j. Enfin, la consigne de colmatage à long terme, c'est-à-dire de résistance pour chacune des membranes est fixée à 4 m/j. Un calcul du colmatage à long terme des membranes sur plusieurs cycles consécutifs permet de déterminer qu'il est égal à 3 m/j. Il est donc inférieur à la consigne (4 m/j). La mesure du volume journalier d'eau traité permet de déterminer qu'il est 10 égal à 110 m3/j, c'est-à-dire qu'il est supérieur à la consigne. La situation de départ est donc une situation dans laquelle l'installation de traitement produit plus d'eau que nécessaire sans colmater les membranes. Le mode prudent est alors enclenché par le régulateur 26 et le régulateur 21 ne modifie pas les seuils des différents paramètres contrôlés. 15 B/ Mode maximal À supposer que, partant de cette situation, une substance polluante arrive dans l'eau à traiter. Les valeurs correspondants à cette situation sont regroupées dans le tableau 2. Tableau 2 : Valeurs après pic de pollution Paramètres Valeur Seuil min Seuil max Consigne type d'eau 40 L/h/m2 Consigne de volume journalier 100 m3/j Consigne de colmatage à long terme 4 m '/j Mesure du volume journalier 90 m3/j Mesure du flux critique 30 L/h/m2 Mesure du colmatage à long terme 3 m '/j Régulateur 22 temps de filtration 20 minutes 10 25 Régulateur 23 flux de filtration 251/h/m2 15 25 Régulateur 24 temps de relaxation 25 secondes 30 35 Régulateur 25 aération membrane 10 20 25 Nm3/h/m2 Le flux critique représentant le pouvoir colmatant de l'eau est à présent égal à 30 L/h/m2. Il est donc inférieur à la valeur de consigne ce qui signifie que l'eau est plus colmatante. Il est alors nécessaire de faire évoluer la configuration de l'installation de 5 façon à préserver les membranes. Le régulateur 21 modifie en conséquence les intervalles de tolérance des différents paramètres contrôlés de manière à ce que leurs plages d'évolution soient restreintes à un domaine de traitement plus en adéquation avec l'eau à traiter. 10 Il est noté que les régulateurs fonctionnent de manière classique. Il peut par exemple s'agir de régulateurs PID. Les régulateurs 22 et 23 ne modifient pas la valeur de la consigne qu'ils délivrent dans la mesure où elle se situe dans la plage modifiée. En revanche, les régulateurs 24 et 25 modifient respectivement la valeur de la consigne qu'ils 15 délivrent de manière à ce qu'elle se situe dans le nouvel intervalle définit par le régulateur 21. Parallèlement, le régulateur 26 compare le volume d'eau traitée au volume d'eau à traiter quotidiennement. Le volume journalier, dont la valeur est dorénavant égale à 90 m3/j, est 20 inférieur à la consigne, c'est-à-dire que la quantité d'eau produite est inférieure au besoin. Le régulateur 26 enclenche le mode maximal de façon à permettre de produire de l'eau en quantité suffisante en exploitant davantage les capacités de l'installation. Le régulateur 26 délivre alors une consigne de colmatage à long terme dite maximale comprise dans l'intervalle de tolérance de manière à autoriser un colmatage plus important des membranes, c'est-à-dire à exploiter davantage les capacités des membranes dans le but de produire de l'eau en quantité suffisante. Les régulateurs 22 à 25 délivrent respectivement, en comparant la valeur mesurée du colmatage à long terme avec la consigne de colmatage à long terme délivrée par le régulateur 26, des consignes comprises dans les intervalles définis par le régulateur 21 de manière à augmenter la production d'eau traitée. Dans cet exemple, le temps de filtration et l'aération des membranes sont augmentés par les régulateurs 22 et 25 dans la limite de leurs intervalles de manière à permettre d'augmenter le volume d'eau traitée. CI Mode optimal Dès lors que la mesure du flux critique permet de déceler que la pollution est passée, c'est-à-dire que l'eau se filtre mieux, ce qui se produit lorsque son pouvoir colmatant (flux critique) devient égal à la consigne de type d'eau à filtrer, le régulateur 21 modifie de nouveau les bornes des intervalles de tolérance des différents paramètres contrôlés. Les valeurs correspondant à cette situation sont regroupées dans le tableau 3. Tableau 3 : valeurs après traitement du pic de pollution Paramètres Valeur Seuil min Seuil max Consigne type d'eau 40 L/h/m2 Consigne de volume journalier 100 m3/j Consigne de colmatage à long terme 4 m-l/j Mesure du volume journalier 100 m3/j Mesure du flux critique 40 L/h/m2 Mesure du colmatage à long terme 3 m-l/j Régulateur 22 temps de filtration 30 (20) minutes 15 30 Régulateur 23 flux de filtration 30 (25) 1/h/m2 20 30 Régulateur 24 temps de relaxation 25 secondes 15 30 Régulateur 25 aération membrane 10 Nm3/h/m2 10 15 L'eau traitée est dorénavant produite dans des quantités suffisantes. Le régulateur 26 actionne alors le mode optimal. Si malgré le pic de pollution, le colmatage à long terme au niveau des membranes n'a pas évolué, les consignes délivrées par les régulateurs 22, 23, 24, 25 ne changeront pas (valeurs entre parenthèses). Dans la situation contraire, ces régulateurs délivreront des consignes dont les valeurs seront comprises dans les intervalles définis par le régulateur 21. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'eau dans une installation comprenant une pluralité d'unités de filtration (11), ledit procédé comprenant au moins une étape de filtration de ladite eau dans lesdites unités de filtration (11) dans des conditions de filtration initiales, et une étape de modification éventuelle de la valeur d'au moins un paramètre contrôlé à l'intérieur d'un intervalle de tolérance, caractérisé en ce que ledit procédé comprend : - une étape de détermination de la valeur d'au moins une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer ; - une première étape de comparaison de ladite valeur d'au moins une information représentative du pouvoir colmatant avec une valeur seuil prédéterminée ; - une étape de détermination des bornes dudit intervalle de tolérance pour ledit au moins un paramètre contrôlé en fonction de ladite première étape 15 de comparaison, ladite étape de détermination de la valeur de ladite au moins une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer étant obtenue en faisant transiter ladite eau à filtrer, dans des conditions différentes desdites conditions de filtration initiales, à travers au moins une desdites unités de filtration constituant 20 une unité de filtration témoin (12). 2. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de détermination de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer comprend les sous-étapes suivantes : - effectuer des cycles de filtration successifs de ladite eau à travers ladite 25 unité de filtration témoin (12) ; - mesurer en continu l'évolution de la pression ou de la perte de charge à travers ladite unité de filtration témoin (12) au cours de chacun desdits cycles de filtration ; - faire varier la valeur du flux auquel ladite eau transite à travers ladite unité 30 de filtration témoin (12) de façon telle que ladite eau transite au cours dechacun desdits cycles de filtration selon un flux dont la valeur est différente à la valeur du flux de filtration de ladite eau dans au moins un cycle de filtration précédent ; ladite information représentative du pouvoir colmatant de l'eau à filtrer étant la valeur du flux de circulation de ladite eau enregistrée pendant un desdits cycles de filtration au cours duquel ladite pression ou ladite perte de charge augmente au-delà d'un seuil prédéterminé. 3. Procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend pour chacune desdites unités (11) : - une étape de mesure de la valeur d'au moins une information représentative de la résistance desdites unités de filtration (11) ; - une étape de calcul de la valeur de la résistance desdites unités de filtration(11) ; - une deuxième étape de comparaison de ladite valeur de la résistance 15 calculée à une valeur de résistance seuil prédéterminée ; une étape de modification éventuelle dudit au moins un paramètre contrôlé en fonction de ladite deuxième étape de comparaison. 4. Procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins deux paramètres contrôlés sont modifiés 20 simultanément. 5. Procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de modification de ladite valeur de résistance seuil dans un intervalle de tolérance. 6. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 qu'il comprend une étape de choix de la valeur du volume d'eau à traiter sur une période donnée. 7. Procédé de traitement d'eau selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de mesure du volume d'eau traitée ; 30 - une troisième étape de comparaison de la valeur dudit volume d'eau traitéeavec ladite valeur choisie de volume d'eau devant être traitée sur une période donnée ; - une étape de correction éventuelle de ladite valeur de résistance seuil en fonction de ladite troisième étape de comparaison. 8. Procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre contrôlé est un paramètre lié au colmatage desdites unités de filtration. 9. Procédé de traitement d'eau selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre contrôlé appartient au groupe comprenant : - la durée de filtration dans chacune desdites unités de filtration; - le flux de filtration dans chacune desdites unités de filtration; - le temps de relaxation desdites unités de filtration; - le débit d'aération desdites unités de filtration; - la durée d'aération desdites unités de filtration; - la quantité d'unités de filtration mis en oeuvre ; - l'activation d'un cycle de rétrolavage ; - le débit de rétrolavage, la durée de rétrolavage, la fréquence de rétrolavage, le volume d'eau de rétrolavage dans chacune desdites unités de filtration. ; - le taux de conversion ; - l'ouverture ou la fermeture d'une boucle de recirculation ; - l'activation d'un nettoyage de maintenance desdites unités de filtration ; - l'activation d'un nettoyage curatifs desdites unités de filtration. 10. Installation de traitement pour la mise en oeuvre d'un procédé de traitement d'eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'elle comprend : - une batterie d'unités de filtration (11, 12) et des moyens d'aération (13, 14) desdites unités de filtration (11, 12) ; - des premiers moyens de soutirage (16) de ladite eau à travers ladite batterie (11) ; - des moyens de mesure de la résistance desdites unités de filtration (11) ;- des moyens de mesure de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant de ladite eau à filtrer ; - des moyens de contrôle d'au moins un paramètre de traitement, et en ce que lesdits moyens de mesure de la valeur d'une information représentative du pouvoir colmatant comprennent au moins une unité de filtration constituant une unité de filtration témoin (12) apte à fonctionner dans des conditions différentes de ladite batterie et présentant les mêmes caractéristiques que lesdites unités de filtration (11)formant ladite batterie, et des seconds moyens de soutirage de ladite eau à travers ladite unité témoin (12). 11. Installation de traitement selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que lesdites unités de filtration (11, 12) appartiennent au groupe comprenant : - les unités de filtration sur sable ; - les unités de filtration sur membranes ; - les unités de filtration biologique ; - les unités de filtration sur billes de polystyrène.