FR3069785A1

FR3069785A1 - Systeme de recolte de micro-algues et d'exsudats de micro-algues dans une eau de culture chargee, comportant une circulation tangentielle sur une membrane filtrante

Info

Publication number: FR3069785A1
Application number: FR1700822A
Authority: FR
Inventors: Rene Jean Guillard
Original assignee: Skyworld International Overseas Ltd
Current assignee: Skyworld International Overseas Ltd
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2019-02-08
Also published as: WO2019025670A1

Abstract

L'invention concerne un système de récolte de micro-algues et d'exsudats de micro-algues contenu(e)s dans une eau de culture chargée, ledit système étant du type comprenant une membrane filtrante (2) présentant des porosités filtrant l'eau chargée en retenant ces micro-algues. Un tel système est caractérisé en ce que la face supérieure de la membrane filtrante (2), située du côté de l'arrivée de l'eau chargée, présente au moins un canal (20) de circulation tangentielle de cette eau.

Description

SYSTÈME DE RÉCOLTE DE MICRO-ALGUES ET D'EXSUDATS DE MICROALGUES DANS UNE EAU DE CULTURE CHARGÉE, COMPORTANT UNE CIRCULATION TANGENTIELLE SUR UNE MEMBRANE FILTRANTE

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

La présente invention concerne un système de récolte de micro-algues contenues dans une eau de culture chargée, ainsi qu'un procédé de récolte de ces micro-algues. Elle a également trait à un système de récolte et à un procédé de récolte des exsudats de micro-algues qui, lorsque ces dernières sont placées dans des situations bien particulières, notamment de stress, ont été libérés dans le milieu. D'ailleurs, à cet égard, les déposants de la présente demande de brevet déposent ce même jour une demande de brevet qui expose les moyens qu'ils proposent pour, précisément, mettre certaines micro-algues dans ces situations bien particulières afin qu'alors elles sécrètent une quantité importante d'exsudats dans le milieu contenant les micro-algues. C'est alors le milieu ainsi chargé qui est traité dans le système de récolte précité, et ce afin de permettre simultanément la récupération d'exsudats qui se trouvent avoir été relargués dans le milieu.

ARRIÈRE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION

La culture de micro-algues est une activité de plus en plus répandue à travers le monde.

A ce propos, il est connu de réaliser des cultures dites hydroponiques, c'est-à-dire hors-sol, de micro-algues sélectionnées qui se développent dans des tubes transparents appelés photo-bioréacteurs, ou encore PBR par abréviation, ces tubes recevant une solution liquide contenant des éléments nutritifs NPK ainsi que du dioxyde de carbone dissous dans cette solution liquide afin de synthétiser de manière rapide la biomasse.

Avantageusement, les tubes transparents sont superposés dans des serres afin de former des batteries de rangées disposées parallèlement les unes aux autres. L'eau contenue dans les tubes de culture est maintenue à température par l'effet de serre, et par un échangeur alimenté par un circuit d'eau chaude.

Pour ces cultures hors-sol, on peut en particulier utiliser des résidus organiques venant d'une unité de méthanisation de déchets agricoles ou d'effluents d'élevages. On peut aussi utiliser le gaz produit par cette unité de méthanisation pour alimenter une unité de cogénération qui délivre la chaleur et l'électricité nécessaire pour les cultures.

Il est également connu de cultiver les micro-algues en bassins ouverts, ou fermés sous serre, suivant un mode de culture appelé raceway .

Les variétés de micro-algues choisies présentent une croissance rapide, qui peut donner un doublement de la biomasse en une journée, et elles sont en outre riches en huiles et en éléments valorisables. On obtient des rendements à l'hectare très élevés, qui peuvent être plus de cent fois supérieurs aux rendements des plantes cultivées en terre.

La production de micro-algues est traitée dans un poste de concentration et de conditionnement, pour être livrée en phase liquide dans des fûts. On obtient ainsi un produit présenté selon des volumes et des masses limités, ce qui permet de réduire tout à la fois : les coûts des transports, la consommation d'énergie et la pollution.

On choisit le type de micro-algues et on ajuste les paramètres de la culture hydroponique pour obtenir des croissances spécifiques riches en éléments recherchés suivant les applications, destinés notamment aux marchés pharmaceutiques, cosmétiques et alimentaires.

Pour exemples, les micro-algues concentrées sont utilisées en particulier dans les domaines : de la cosmétique, avec des extraits lipidiques, protéiniques ainsi que des molécules dites

anti-âge	; de	la pharmacie,	avec	les oméga 3/6 ;	de
1'alimentation,	avec des compléments	nutritionnels humains	ou
animaux ;	de	l'industrie, avec	les	bio-plastiques et	les
colorants	; et	de l'énergie avec	des	extractions d'huile pour
remplacer	les	énergies fossiles	ou	la méthanisation de	la
biomasse.

Cela étant, la récolte d'une telle biomasse arrivée à maturité, c'est-à-dire la séparation des micro-algues de leur milieu de culture, pose différents problèmes techniques et financiers.

En effet, la taille des cellules peut être très réduite, en général de quelques microns, et la structure de ces cellules est extrêmement fragile, ce qui rend leur récolte délicate. En outre, dès lors que la concentration de la biomasse dans l'eau de culture est généralement très faible, il faut nécessairement traiter une grande quantité d'eau pour, dans les faits, ne récolter que seulement quelques grammes de biomasse. Ainsi, pour cette maigre récolte, il faut néanmoins toujours recycler en parallèle une quantité importante d'eau, ce qui implique des coûts importants.

Différents systèmes de filtration de l'eau permettant de réaliser les récoltes sont connus. Ces systèmes sont cependant toujours dérivés de procédés utilisés pour d'autres activités, et ils nécessitent donc des compromis. Ils sont souvent mal adaptés. De plus, ils peuvent consommer une grande quantité d'énergie pour maintenir la circulation de l'eau nécessaire, ce qui augmente les coûts de récolte.

Pour exemple, la technique dite de l'osmose inverse n'est guère satisfaisante car, dès lors que, par transfert à travers une membrane semi-sélective, il faut séparer sous l'effet d'un gradient de pression un produit liquide dit perméat, qui passe à travers la membrane filtrante, et un produit solide dit concentrât ou rétentat, qui ne passe pas à travers la membrane, et qui est donc enrichi en substances, on comprend que, dans le cas présent, la biomasse, qui est structurellement très fragile, serait détériorée. Au surplus, le colmatage des pores des filtres est souvent irréversible, nécessitant en conséquence le changement rapide de ces derniers.

DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION

La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un système de récolte de microalgues (et dans le même esprit la récolte d'exsudats de microalgues) contenues dans une eau de culture chargée, ledit système, qui comprend une membrane filtrante présentant des porosités filtrant l'eau chargée en retenant ces micro-algues, étant remarquable en ce que la face supérieure de cette membrane filtrante, située du côté de l'arrivée de l'eau chargée, présente au moins un canal de circulation tangentielle de cette eau.

Un avantage de ce système de récolte est que le ou les canaux de circulation tangentielle imposent à l'eau chargée une circulation qui est tangente sur la surface de la membrane filtrante et qui est réalisée avec une certaine vitesse dépendant du débit et de la section de ces canaux, ce qui a pour effet d'emporter les micro-algues en les répartissant le long des canaux, c'est-à-dire en évitant une accumulation locale.

On obtient ainsi une dépose sensiblement constante des microalgues sur la longueur des canaux, dépose qui donc limite l'obstruction locale de la membrane filtrante et donne un bon débit au travers de cette membrane en permettant d'utiliser avec le meilleur rendement l'ensemble de sa surface et d'espacer les ramassages dans le système de récolte. La consommation d'énergie est réduite, ainsi que les coûts de production.

Au surplus, puisque le système selon l'invention fonctionne sous très basse pression, la biomasse peut être récoltée sans risque de détérioration des cellules.

Bien que l'invention s'applique aussi bien à la récolte de micro-algues qu'à celle d'exsudats de micro-algues, ces deux applications, dans toute la suite de la description ainsi que dans les revendications, seront dans un souci de simplification réunies sous l'expression « récolte de micro-algues ». Par « eau chargée, » on comprendra ainsi indifféremment une eau chargée en micro-algues ou une eau chargée en exsudats de micro-algues.

Le système de récolte selon l'invention peut de surcroît comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Ainsi, avantageusement, le système de récolte selon l'invention comporte une plaque de distribution, collée sur la face supérieure de la membrane filtrante présentant le ou les canaux de circulation tangentielle d'eau chargée, et une plaque de circulation de l'eau filtrée qui est appliquée contre la face inférieure de ladite membrane filtrante et qui comprend un ou plusieurs canaux de circulation d'eau filtrée sensiblement disposés en face du canal ou, respectivement, en face des canaux de circulation tangentielle d'eau chargée.

Selon alors un mode préférentiel de réalisation, l'ensemble collé constitué de la plaque de distribution et de la membrane filtrante comporte une alimentation se trouvant à une extrémité du canal ou des canaux de circulation tangentielle d'eau chargée et une sortie de collecte se trouvant à l'autre extrémité du canal ou de ces canaux d'eau chargée.

De préférence, dans la construction précitée, au moins un canal de circulation tangentielle d'eau chargée et au moins le canal de circulation d'eau filtrée qui lui fait face forment chacun une spirale.

Selon encore un mode préféré de réalisation, l'extrémité amont ou entrée du canal de circulation d'eau filtrée de la plaque de circulation de l'eau filtrée est située à proximité mais légèrement en retrait de la projection, sur ladite plaque de circulation de l'eau filtrée, de l'alimentation de la plaque de distribution et l'autre extrémité du canal de circulation d'eau filtrée débouche dans une sortie qui est distincte de la projection, sur ladite plaque de circulation de l'eau filtrée, de la sortie de collecte.

Très avantageusement, le système de récolte selon l'invention comporte des sous-ensembles empilés, comprenant chacun successivement une plaque de distribution, une première membrane filtrante, une plaque de circulation de l'eau filtrée et une deuxième membrane filtrante qui est collée sous la face inférieure de la plaque de circulation de l'eau filtrée.

Dans cette construction, l'empilement de tels sousensembles présente des perçages traversant l'ensemble et comprenant un perçage d'alimentation en eau chargée pratiqué de façon isolée dans chaque membrane filtrante et dans chaque plaque de circulation de l'eau filtrée en regard de l'entrée du canal de chaque plaque de distribution, un perçage de récolte de microalgues relié à la sortie de chaque plaque de distribution et à l'orifice qui lui correspond percé en regard dans la membrane filtrante collée sous ladite plaque et dans chaque plaque de circulation de l'eau filtrée, et un perçage d'eau filtrée relié à la sortie de chaque plaque de circulation de l'eau filtrée et à l'orifice qui lui correspond percé en regard dans la membrane filtrante collée sous ladite plaque de circulation de l'eau filtrée et dans chaque plaque de distribution.

Selon un autre mode préférentiel de réalisation, le système de récolte selon 1'invention comporte un moyen pour insuffler un flux d'air sous pression depuis le canal de circulation d'eau filtrée, à travers la membrane filtrante, ce qui a pour effet de décolmater la surface de ladite membrane filtrante sur laquelle les micro-algues se sont accumulées.

Dans ce dernier cas, avantageusement, la conduite d'air sous pression traverse de bas en haut l'empilement des sous-ensembles, en formant une succession de coudes au niveau des plaques de distribution et des plaques de circulation de l'eau filtrée, la conduite d'air sous pression débouchant dans le canal de circulation d'eau filtrée découpé dans chaque plaque de collecte de l'eau filtrée et, à l'inverse, ne débouchant dans aucun canal de circulation d'eau chargée découpé dans chaque plaque de distribution.

Selon encore un autre mode préférentiel de réalisation, au moins une face de chaque membrane filtrante présente un revêtement d'un matériau présentant un coefficient de frottement extrêmement faible, la face ainsi revêtue étant la face supérieure pour ce qui est de la membrane filtrante collée à la plaque de distribution et la face inférieure pour ce qui est de la membrane filtrante collée à la plaque de circulation de l'eau filtrée.

Avantageusement, l'arrivée d'eau chargée est reliée à une colonne d'eau comportant à son sommet un flotteur.

Dans cette construction, le système de récolte selon l'invention comporte de préférence un renvoi d'une petite partie d'eau filtrée en haut de la colonne.

De préférence également, l'invention peut comporter des moyens permettant de traiter l'eau filtrée aux rayons ultraviolets.

Naturellement, l'invention a aussi pour objet un procédé de récolte de micro-algues (et d'exsudats de micro-algues) contenues dans une eau de culture chargée, ledit procédé, qui utilise une membrane filtrante présentant des porosités filtrant l'eau chargée en retenant ces micro-algues, étant remarquable en ce qu'il consiste à faire circuler tangentiellement l'eau chargée sur la face supérieure de cette membrane filtrante située du côté de l'arrivée de cette eau chargée, dans au moins un canal de circulation, et à évacuer la collecte de micro-algues à travers une sortie de collecte située à l'autre extrémité dudit canal de circulation.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue éclatée d'un empilement d'un système de récolte suivant l'invention, présentant un seul sous-ensemble de membranes et de plaques de distribution et de circulation disposé entre deux plaques de serrage ;

- les figures 2 et 3 sont des vues de face des plaques de circulation de cet empilement, à savoir une plaque de distribution et une plaque de circulation du perméat pour, respectivement, l'eau chargée et l'eau filtrée, comportant des canaux de circulation formant chacun une spirale ;

- La figure 4 est une vue de face de chaque membrane filtrante de cet empilement ; et

- la figure 5 est une vue d'un système de récolte formant une installation complète.

DESCRIPTION D'UN MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ DE L'INVENTION

La figure 1 illustre, pour le système de récolte selon l'invention, un sous-ensemble 12 comprenant un empilement de panneaux plats rectangulaires, présentant une première membrane filtrante 2 recevant, collée au-dessus, une plaque 4 de distribution de l'eau chargée en micro-algues et, collée endessous, une plaque 6 de collecte de l'eau filtrée. Le sousensemble 12 comporte aussi une deuxième membrane filtrante 2, qui est collée en-dessous de la plaque de collecte de l'eau filtrée 6.

L'empilement complet du système de récolte selon l'invention comporte une succession de tels sous-ensembles 12 identiques superposés, ladite superposition de sous-ensembles 12 étant serrée entre deux plaques de serrage d'extrémité, épaisses et rigides 8.

Chaque plaque de serrage 8 comporte au voisinage de sa périphérie une série de perçages 10 ajustés sur des perçages correspondant réalisés dans la membrane filtrante 2 et dans les plaques de distribution 4 et de collecte 6, lesquels perçages 10 reçoivent des vis de serrage traversant l'ensemble. Les plaques de serrage épaisses permettent de répartir uniformément la pression des vis de serrage sur toute la surface des différents composants de l'empilement.

La figure 2 présente en vue de dessus la plaque 4 de distribution d'eau chargée, plaque qui est découpée dans son épaisseur de sorte à réaliser un canal de largeur constante 20 dessiné suivant une spirale présentant un début ou extrémité extérieure 22 formant une entrée d'éau chargée, disposée près d'un angle de ladite plaque 4, puis cinq tours se resserrant progressivement en direction du centre de cette plaque et se terminant par une fin ou extrémité intérieure 24 constituant une sortie de récolte des micro-algues concentrées schématisée par la flèche 28.

La partie libre au centre de la spirale que forme le canal 20 comporte en outre un perçage circulaire 26 indépendant de ce canal, ce perçage étant destiné à permettre le passage vertical de l'eau filtrée qui est schématisé à la figure 1 par la flèche SI.

La figure 3 présente en vue de dessus la plaque 6 de collecte d'eau filtrée, qui est, de la même manière, découpée dans son épaisseur de sorte à réaliser un canal similaire 38 de collecte d'eau filtrée formant la même spirale.

Le début ou extrémité extérieure 30 de ce canal de collecte 38 est un peu décalé de celui 22 de la plaque de distribution 4, un perçage circulaire 32, voisin mais totalement indépendant de ce canal 38, destiné à permettre le passage vertical de l'eau chargée, étant en revanche aligné avec l'extrémité extérieure 22 de ladite plaque de distribution.

L'extrémité intérieure 34 du canal 38 est aussi un peu décalée de celle 24 de la plaque de distribution 4, et elle est très précisément alignée avec le perçage circulaire 26 de ladite plaque de distribution afin de permettre à son tour le passage vertical SI de l'eau filtrée.

Un perçage circulaire 36, indépendant du canal 38, est aligné sur l'extrémité intérieure 24 constituant la sortie de récolte des micro-algues concentrées de la plaque de distribution 4, en vue de former un moyen permettant le passage vertical de récolte.

Sur ces deux plaques 4 et 6, les perçages 10 des vis de serrage sont disposés sur le contour extérieur de ces plaques, ainsi qu'en leur centre et au voisinage de ce centre, de manière à obtenir la meilleure répartition de la pression de serrage tout en évitant de traverser les canaux 20, 38.

La figure 4 présente en vue de dessus la membrane filtrante 2, laquelle comprend trois perçages circulaires alignés sur ceux des plaques de distribution 4 et de collecte 6, à savoir un premier perçage extérieur 32 destiné à permettre le passage vertical de l'eau chargée, un deuxième perçage intérieur 26 destiné à permettre le passage vertical de l'eau filtrée et un troisième perçage intérieur 36 destiné à permettre le passage vertical de récolte.

La membrane filtrante 2 est formée d'une matière poreuse qui retient les particules dont la dimension est supérieure aux diamètres de ses porosités dans le canal 20 de la plaque de distribution 4, dimension qui peut être par exemple de l'ordre de un micron, matière poreuse qui en revanche laisse le liquide filtré passer de l'autre côté vers le canal 38 de la plaque de collecte de l'eau filtrée 6.

Les deux plaques de distribution 4 et de collecte 6 sont collées sur la membrane poreuse 2, de part et d'autre de celleci. Avantageusement, la surface de la membrane poreuse 2 qui fait face au canal 20 de la plaque de distribution 4, c'est-à-dire la face supérieure, est constituée d'un matériau antiadhésif tel que du « Téflon », et ce afin d'obtenir le meilleur glissement possible des micro-algues récoltées sur cette face supérieure.

On dispose un nombre variable de sous-ensembles modulaires 12 entre les deux plaques de serrage 8, formant ainsi pour chaque sous-ensemble un circuit de filtration disposé en parallèle.

Avantageusement, ainsi qu'il a été représenté à la figure 1, chaque sous-ensemble 12 comportera une deuxième membrane poreuse 2 identique à la première, cette deuxième membrane étant collée sous la plaque de collecte 6. Toutefois, dans cette variante à deux membranes, celle qui est collée sous la plaque de collecte 6 le sera par sa face ne comportant pas le matériau antiadhésif.

Autrement dit, dans cette construction, ce sont les faces les plus rugueuse des deux membranes 2 qui seront disposées en visà-vis, en encadrant la plaque de collecte 6.

La plaque supérieure 8 de serrage comporte une alimentation commune en eau chargée E qui est alignée sur les perçages verticaux d'alimentation 22 et 32, et qui alimente donc toutes les plaques de distribution 4 et ne fait que traverser toutes les plaques de collecte 6 et les membranes filtrantes 2. La plaque inférieure 8 de serrage comporte une sortie commune de récolte S2 alignée sur les perçages verticaux de récolte 24 et 36, qui est alimentée par toutes les plaques de distribution 4, ainsi qu'une sortie commune d'eau filtrée SI qui est alignée sur les perçages verticaux d'eau filtrée 26 et 34, et qui est donc alimentée par toutes les plaques de collecte 6.

Enfin, dans un but bien précis qui sera exposé ci-après, la plaque 4 de distribution de l'eau chargée en micro-algues, la plaque 6 de collecte de l'eau filtrée et la membrane 2, voire les deux membranes 2 de chaque sous-ensemble 12 sont percées au voisinage de l'un de leurs angles d'un trou traversant, respectivement 27 pour la plaque 4, 37 pour la plaque 6 et 47 pour chaque membrane 2. Les trous 27 et 37 sont sensiblement alignés sur toute la hauteur du système de récolte, à la nuance près que le trou 37 traversant la plaque 6 est tangent, voire débouche légèrement dans le canal 38 alors que le trou 27 traversant la plaque 4 est légèrement décalé vers le centre de cette plaque afin d'être éloigné du canal 20. En revanche, les trous 27 et 47 qui traversent les plaques 4 et respectivement les membranes 2 sont parfaitement alignés.

En choisissant le nombre de sous-ensembles modulaires 12, on peut ainsi réaliser un circuit de filtration comprenant une surface de filtre variable et une capacité de récolte qui est ainsi facilement ajustable.

Le fonctionnement du système de récolte décrit ci-dessus est le suivant.

On fait circuler l'eau chargée en micro-algues dans l'empilement des sous-ensembles 12, à partir du sous-ensemble supérieur, la sortie de récolte S2 étant fermée et la sortie d'eau filtrée SI étant en revanche ouverte. Tous les canaux 20 des plaques de distribution 4 présentent des débits identiques, grâce à la disposition en parallèle de toutes ces plaques et d'une construction réalisée à l'identique entre toutes ces plaques 4 .

L'eau chargée avançant dans chaque canal 20 de plaque de distribution 4, on obtient tout au long de ces canaux un débit d'eau filtrée au travers des membranes filtrantes 2 disposées sous chaque plaque 4 et, simultanément, un dépôt des micro-algues sur les surfaces de ces membranes.

Il se produit alors progressivement un colmatage des surfaces des membranes filtrantes 2 qui se traduit par une réduction du débit et une montée en pression de l'eau chargée. Cette montée en pression est détectée automatiquement, pour déclencher un cycle de récolte de la biomasse.

Le cycle de récolte de la biomasse se fait en fermant la sortie d'eau filtrée SI, en ouvrant la sortie de récolte S2, et en injectant de l'air comprimé à très basse pression, par exemple 50 gr/cm², dans le trou traversant 47 de la membrane 2 (ou dans le trou traversant 37 de la plaque de collecte 6) du sous-ensemble 12 le plus bas du système de récolte. On obtient un passage de micro-bulles d'air au travers de toutes les membranes filtrantes 2, dans le sens inverse de passage de l'eau filtrée, c'est-àdire de bas en haut, en circulant d'abord dans le canal 38 puis dans le canal 20, et ces micro-bulles repoussent et détachent ainsi les micro-algues déposées sur les parois des canaux 20 des membranes filtrantes 2 qui sont collées sous les plaques 4 de distribution.

Ainsi, au niveau de chaque plaque 4, les micro-algues ont été détachées des membranes filtrantes 2 et se trouvent en suspension dans l'espace situé entre les deux surfaces téflonées en vis-àvis présentes sur les dites membranes 2 qui encadrent la plaque 4 concernée.

En commandant en même temps pendant un court instant un débit d'eau pure dans les plaques de distribution 4, lequel débit d'eau entraîne alors par un effet tangentiel l'ensemble des microalgues qui ont été décollées des parois des canaux 20, et on obtient ainsi à la sortie de récolte S2 un concentrât comprenant dans une suspension une forte densité de micro-algues qui se trouvent être en parfait état dès lors que le traitement qu'elles ont subi a été constamment doux, et toujours sous très basse pression.

Un exemple de réalisation du système de récolte de microalgues décrit ci-dessus consiste à utiliser des plaques 4 et 6 qui sont métalliques ou en matière plastique, par exemple en plexiglas ou en polypropylène.

Les membranes filtrantes peuvent être du type de celles commercialisées sous la dénomination ML-2F par la société chinoise Minglie dont le siège est à Shanghai. La face présentant un coefficient de frottement extrêmement faible est constituée de polytétrafluoroéthylène (PTFE) et la face rugueuse est constituée de polyfluorure de vinylidène (PVDF).

La porosité de telles membranes peut être choisie dans une gamme allant de 0,05 μ à 1 μ.

La figure 5 représente un exemple d'installation permettant de mettre en œuvre l'invention, cette installation comprenant un châssis 40 formant une cage réalisée en profilés d'aluminium, posée sur des roulettes 42 et disposant au-dessus de quatre anneaux de levage 44.

L'empilement des sous-ensembles de panneaux 12 disposés entre les deux plaques de serrage 8 est fixé à l'intérieur du châssis 40, sur un bac 52 de récupération des eaux filtrées qui suintent en dehors de cet empilement, en particulier par les bords latéraux des membranes filtrantes après une traversée de leurs épaisseurs.

Le châssis 40 comporte un mât 48 supportant une colonne d'eau 46 reliée à l'entrée d'eau chargée venant des photo-bioréacteurs, comprenant un niveau d'eau équivalent, colonne qui est équipée à son sommet d'un flotteur 50 encadré par deux témoins de niveau supérieur et inférieur.

Par cette colonne d'eau 46 formant un vase d'expansion, on obtient d'abord une protection contre les surpressions éventuelles risquant d'endommager les membranes filtrantes 2.

Lors du démarrage du débit d'eau chargée dans le système de récolte, juste après une récolte, les membranes filtrantes 2 n'étant donc pas colmatées, on obtient le débit d'eau maximum qui provoque une perte de charge et une baisse de la pression d'alimentation. Le flotteur 50 est alors à son niveau bas.

Suivant l'avancement de la récolte, les membranes filtrantes 2 se colmatent, le débit d'eau chargée baisse et sa pression augmente légèrement. On provoque alors une montée du flotteur 50 qui, arrivant au témoin supérieur, indique que le colmatage est suffisant pour effectuer la récolte des micro-algues. On lance alors un cycle de récolte.

Par ailleurs, on renvoie en permanence une petite partie de l'eau filtrée en haut de la colonne 46, pour repousser en continu la montée d'eau chargée dans la colonne sans en modifier son niveau, et donc son principe de fonctionnement. On conserve ainsi une eau filtrée dans la colonne qui évite une stagnation d'eau chargée et une salissure des parois transparentes.

L'eau filtrée est renvoyée en continu dans les photobioréacteurs afin de la recycler et de limiter la consommation d'eau extérieure. Avantageusement, on réalise un traitement aux rayons ultraviolets du flux d'eau filtrée en sortie du système de récolte, ce qui, avec la filtration par les membranes, maintient un niveau sanitaire acceptable du milieu de culture en réduisant la concentration de bactéries ou de micro-organismes qui peuvent coloniser les circuits de fluide.

On obtient ainsi un système de récolte simple et efficace, demandant peu d'entretien, comportant un bon rendement et consommant peu d'énergie.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes d'exécution préférentiels décrits ci-dessus.

Elle embrasse au contraire toutes les variantes possibles de réalisation, pour autant que ces dernières ne sortent pas du cadre délimité par les revendications ci-jointes qui définissent la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Système de récolte de micro-algues et d'exsudats de microalgues contenu(e)s dans une eau de culture chargée, ledit système comprenant une membrane filtrante (2) présentant des porosités filtrant l'eau chargée en retenant ces micro-algues, caractérisé en ce que la face supérieure de cette membrane filtrante (2), située du côté de l'arrivée de l'eau chargée, présente au moins un canal (20) de circulation tangentielle de cette eau.
2 - Système de récolte selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de distribution (4), collée sur la face supérieure de la membrane filtrante (2) présentant le ou les canaux (20) de circulation tangentielle d'eau chargée, et une plaque (6) de circulation de l'eau filtrée qui est appliquée contre la face inférieure de la membrane filtrante (2) et qui comprend un ou plusieurs canaux (38) de circulation d'eau filtrée sensiblement disposés en face du canal (20) ou, respectivement, en face des canaux (20) de circulation tangentielle d'eau chargée.
3 - Système de récolte selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble collé constitué de la plaque de distribution (4) et de la membrane filtrante (2) comporte une alimentation (22) se trouvant à une extrémité du canal (20) ou des canaux de circulation tangentielle d'eau chargée et une sortie de collecte (24) se trouvant à l'autre extrémité du canal (20) ou de ces canaux d'eau chargée.
4 - Système de récolte selon la revendication 3, caractérisé en ce que au moins un canal (20) de circulation tangentielle d'eau chargée et au moins le canal (38) de circulation d'eau filtrée qui lui fait face forment chacun une spirale.
5 - Système de récolte selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité amont ou entrée (30) du canal (38) de circulation d'eau filtrée de la plaque (6) de circulation de l'eau filtrée est située à proximité mais légèrement en retrait de la projection, sur ladite plaque de circulation de l'eau filtrée (6), de l'alimentation (22) de la plaque de distribution (4) et en ce que l'autre extrémité du canal (38) de circulation d'eau filtrée débouche dans une sortie (34) qui est distincte de la projection, sur ladite plaque de circulation de l'eau filtrée (6), de la sortie de collecte (24).
6 - Système de récolte selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des sous-ensembles empilés (12), comprenant chacun successivement une plaque de distribution (4), une première membrane filtrante (2), une plaque (6) de circulation de l'eau filtrée et une deuxième membrane filtrante (2) qui est collée sous la face inférieure de la plaque (6) de circulation de l'eau filtrée.
7 - Système de récolte selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'empilement de tels sous-ensembles (12) présente des perçages traversant l'ensemble et comprenant un perçage d'alimentation en eau chargée (32) pratiqué de façon isolée dans chaque membrane filtrante (2) et dans chaque plaque (6) de circulation de l'eau filtrée en regard de l'entrée (22) du canal (20) de chaque plaque de distribution (4), un perçage de récolte (36) de micro-algues relié à la sortie (24) de chaque plaque de distribution (4) et à l'orifice (36) qui lui correspond percé en regard dans la membrane filtrante collée sous ladite plaque (4) et dans chaque plaque (6) de circulation de l'eau filtrée, et un perçage d'eau filtrée (26) relié à la sortie (34) de chaque plaque de circulation de l'eau filtrée (6) et à l'orifice (26) qui lui correspond percé en regard dans la membrane filtrante collée sous ladite plaque de circulation de l'eau filtrée (6) et dans chaque plaque (4) de distribution.
8 - Système de récolte selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen pour insuffler un flux d'air sous pression depuis le canal (38) de circulation d'eau filtrée de chaque plaque (6) de collecte de l'eau filtrée, à travers la membrane filtrante (2), et ce afin de décoller les micro-algues et de décolmater la surface de chaque membrane filtrante (2) sur laquelle lesdites micro-algues se sont accumulées.
9 - Système de récolte selon la revendication 8, caractérisé en ce que la conduite d'air sous pression traverse de bas en haut l'empilement des sous-ensembles, en formant une succession de coudes (27, 37) au niveau des plaques de distribution (4) et des plaques de collecte de l'eau filtrée (6), la conduite d'air sous pression débouchant dans le canal (38) de circulation d'eau filtrée découpé dans chaque plaque (6) de collecte de l'eau filtrée et, à l'inverse, ne débouchant dans aucun canal (20) de circulation d'eau chargée découpé dans chaque plaque (4) de distribution.
10 - Système de récolte selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que au moins une face de chaque membrane filtrante (2) présente un revêtement d'un matériau présentant un coefficient de frottement extrêmement faible, la face ainsi revêtue étant la face supérieure pour ce qui est de la membrane filtrante (2) collée à la plaque de distribution (4) et la face inférieure pour ce qui est de la membrane filtrante (2) collée à la plaque de circulation de l'eau filtrée (6).
11 - Système de récolte selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'arrivée d'eau chargée (E) est reliée à une colonne d'eau (46) comportant à son sommet un flotteur (50) .
12 - Système de récolte selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un renvoi d'une petite partie d'eau filtrée en haut de la colonne (46).
13 - Système de récolte selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de traiter l'eau filtrée aux rayons ultraviolets.
14 - Procédé de récolte de micro-algues et d'exsudats de microalgues contenu(e)s dans une eau de culture chargée, ledit procédé utilisant une membrane filtrante (2) présentant des porosités filtrant l'eau chargée en retenant ces micro-algues, caractérisé en ce qu'il consiste à faire circuler tangentiellement l'eau chargée sur la face supérieure de cette membrane filtrante (2) située du côté de l'arrivée (E) de cette eau chargée, dans au moins un canal (20) de circulation, et à évacuer (28) la collecte de micro-algues à travers une sortie de collecte (24) située à l'autre extrémité dudit canal de circulation.