PEMPEC
PEMPEC – L'ultrafiltration pour une meilleure maîtrise de la qualité de l’eau dans les écloseries et nurseries conchylicoles.
2019
Porteurs du projet : IFREMER (Christophe STAVRAKAKIS)
Partenaires: Université Aix-Marseille (Philippe MOULIN, Clémence CORDIER)
Objectifs :
Au sein des établissements conchylicoles, les besoins en eaux sont élevés pour alimenter en continu les élevages, que ce soit en quantité mais aussi en qualité. Si le traitement des eaux en amont est indispensable pour garantir une production viable, le traitement en aval est aussi à considérer. Un contrôle des effluents est nécessaire puisque les activités en écloserie/nurseries peuvent impliquer des espèces non-endémiques (microalgues, huîtres polyploïdes…) dont la propagation dans l’environnement peut engendrer un risque pour la biodiversité.
Pour répondre à ces problématiques, les procédés de traitement d’eau principalement utilisés aujourd’hui consistent en un enchaînement de filtrations de différentes finesses et une désinfection par rayonnement UV. D’autres procédés de désinfection existent comme les oxydations chimiques utilisant du chlore ou de l’ozone mais présentent l’inconvénient d’être potentiellement nocifs pour les élevages et de générer des sous-produits de désinfection.
Un besoin d’un procédé fiable et robuste pour sécuriser les élevages et travailler dans un respect de l’environnement est réel.
L’objectif de ce projet PEMPEC est donc de développer l’ultrafiltration pour le traitement de l’eau en écloserie/nurserie conchylicole et ainsi proposer un procédé intégré et unique pour répondre aux différentes problématiques rencontrées dans ces structures, en amont et en aval des élevages.
Résultats :
Un pilote d’ultrafiltration a été installé sur la Plateforme Mollusque Marin de Bouin.
La première partie de l’étude a été d’optimiser l’ultrafiltration :
- en fonction de la qualité de la ressource
- incluant des alimentations plus colmatantes
- en incluant un rétrolavage essoré et des phases de nettoyages chimiques
- en produisant le plus d’eau purifiée possible
Cette phase a été réalisée en collaboration avec l’entreprise Aquasource.
De manière générale, l’ultrafiltration est un procédé adapté pour être installé en écloserie/nurserie conchylicole pour produire de l’eau en continu en restant stable et robuste quelle que soit la qualité d’eau entrante. En cas d’accident majeur, des outils et protocoles ont été développés pour régénérer les membranes mais la qualité de l’eau en aval (turbidité, MES, etc..) n’est pas impactée par la qualité en amont.
La thèse s’est consacrée à la validation du procédé pour l’élimination d’organismes pathogènes de l’huître creuse : le virus OsHV-1 et la bactérie Vibrio aestuarianus.
Il ressort de ces essais à échelle laboratoire qu’une protection des élevages d’huîtres au stade larvaire, naissain et adulte est obtenue par le procédé d’ultrafiltration vis-à-vis des deux agents pathogènes. Les essais à échelle industrielle, qui se font naturellement avec des concentrations plus faibles, valident en conditions réelles l’ultrafiltration comme traitement des eaux entrantes de structures conchylicoles.
Concernant le traitement des effluents, le procédé d’ultrafiltration s’est illustré sur ses performances de rétention des gamètes d’huîtres. Deux types de pollutions d’ovocytes et de spermatozoïdes, chroniques et accidentelles, ont été simulées et traitées par le pilote.
Au regard des résultats obtenus sur le traitement en amont et en aval des élevages, l’ultrafiltration apparaît donc comme une solution performante pour la biosécurisation des élevages conchylicoles, que ce soit en termes d’efficacité de rétention des différents contaminants ciblés dans l’étude et de résistance/souplesse du procédé face aux pollutions.
L’ultrafiltration ayant montré son efficacité pour la protection des élevages, il est apparu pertinent de l’étendre à d’autres applications au sein même de la ferme conchylicole.
Pour aller plus loin:
Publications dans des revues internationales à comité de lecture (9)
Cordier Clemence, Stavrakakis Christophe, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2018). Air Backwash Efficiency on Organic Fouling of UF Membranes Applied to Shellfish Hatchery Effluents. Membranes, 8(3), 48 (15p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.3390/membranes8030048 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00451/56270/
Cordier Clemence, Charpin Lisa, Stavrakakis Christophe, Papin Mathias, Guyomard Killian, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2019). Ultrafiltration: A solution to recycle the breeding waters in shellfish production. Aquaculture, 504, 30-38. Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2019.01.045 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00478/58951/
Cordier Clémence, Stavrakakis Christophe, Dupuy Beatrice, Papin Mathias, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2019). Ultrafiltration for environment safety in shellfish production: removal of oyster gametes in hatchery effluents. Aquacultural Engineering, 84, 80-90. Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2018.12.008 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00472/58333/
Cordier, C., C. Stavrakakis, L. Charpin, M. Papin, K. Guyomard, P. Sauvade, F. Coelho et P. Moulin, Ultrafiltration to produce pathogen free water in shellfish farms, Water today 4 (2020) 28-34 https://archimer.ifremer.fr/doc/00634/74576/74466.pdf
Cordier Clémence, Voulgaris Alexandra, Stavrakakis Christophe, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2021). Ultrafiltration for environmental safety in shellfish production: A case of bloom emergence. Water Science And Engineering, 14(1), 46-53. Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.wse.2021.03.003 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00684/79658/
Cordier C, Eljaddi Tarik, Ibouroihim Nadjim, Stavrakakis Christophe, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2020). Optimization of Air Backwash Frequency during the Ultrafiltration of Seawater. Membranes, 10(4), 78 (10p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.3390/membranes10040078 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00625/73682/
Cordier Clémence, Stavrakakis Christophe, Morga Benjamin, Degrémont Lionel, Voulgaris Alexandra, Bacchi Alessia, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2020). Removal of pathogens by ultrafiltration from sea water. Environment International, 142, 105809 (12p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.105809 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00634/74576/
Cordier Clémence, Guyomard Killian, Stavrakakis Christophe, Sauvade Patrick, Coelho Franz, Moulin Philippe (2020). Culture of Microalgae with Ultrafiltered Seawater: A Feasibility Study. SciMedicine Journal, 2(2), 56-62. Publisher's official version : https://doi.org/10.28991/SciMedJ-2020-0202-2 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00630/74182/
Publications dans des revues nationales à comité de lecture (1)
Cordier, C., C. Stavrakakis, P. Moulin L'eau, Biosécurisation des établissements conchylicoles par ultrafiltration l'industrie et les nuisances, 435 (2020) 83-93
Publications dans des revues internationales (1)
Cordier, C. , C. Stavrakakis, B. Morga, L. Degremont, A. Voulgaris, A.Bacchi, P. Sauvade, F. Coelho, P. Moulin, Removal of pathogens for aquaculture applications by ultrafiltration, World Aquaculture Magazine, December (2020)
