Élaboration d’une nouvelle membrane mixte nanostructurée par impression 3D pour le traitement des eaux

Abstract

Ce travail porte sur l’élaboration d’une membrane composite nanostructurée, destinée au traitement des eaux. Cette membrane est constituée d’une pré-membrane optimisée obtenue à partir d’une résine photopolymère par impression 3D SLA, et d’une membrane composite et nanostructurée active formulée à base de PLA, renforcée par de l’oxyde de graphène OG, l’oxyde de vanadium V2O5, et de nanoparticules de ZnO et ce en vue d’améliorer ses performances. La structure de la membrane repose sur des surfaces TPMS modélisées en 3D, avec trois géométries évaluées : Gyroïde, Diamond et Fischer-Koch. Les analyses de la porosité et de la surface active ont révélé les résultats suivants pour la Gyroïde : S/V = 2284 m2/m3, 40,97μm, 33,6% de porosité ; pour la Diamond : S/V = 2198 m2/m3, 38,4% de porosité ; pour la Fischer-Koch : S/V = 2069 m2/m3, 41,84 μm, 29,7% de porosité. La structure Gyroïde s’est distinguée par son rapport surface/volume élevé favorisant un meilleur transport du fluide et une meilleure adsorption des contaminants. Les tests de filtration sur de l’eau distillée et sur une solution saline à 27,2 g/L de NaCl ont révélé un bon comportement hydraulique. Ce travail démontre la faisabilité d’une membrane imprimée en 3D, combinant géométrie optimisée et fonctionnalisation nanométrique, pour des applications efficaces en filtration membranaire, notamment en ultrafiltration et dessalement.