UMR CNRS 6144
Génie des Procédés Environnement et Agroalimentaire
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GEnie des Procédés
Environnement - Agroalimentaire
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Procédés de traitement de l’eau de mer en conchyliculture pour la sauvegarde et le maintien de la qualité des mollusques bivalves

Procédés  de traitement de l’eau de mer en...
Chercheur(s)
  • Jean-Baptiste Castaing

Introduction/contexte

La conchyliculture française doit aujourd’hui faire face à de nombreuses contraintes environnementales afin d’assurer sa durabilité. Parmi les nuisances affectant les mollusques bivalves dans le milieu naturel, l’augmentation de l’occurrence des phénomènes d’efflorescences de microalgues toxiques au niveau des eaux côtières apparait comme un des freins principal au développement de la conchyliculture. En effet, en cas de contamination des bivalves par des phycotoxines la bonne santé des consommateurs n’est plus garantie et les conchyliculteurs ne peuvent plus commercialiser leur production.

Dans ce contexte, dans le but de proposer aux professionnels de nouveaux outils permettant le maintien de la qualité et la sauvegarde des bivalves et donc le maintien de leur commercialisation, différents axes de recherches sont explorés. Parmi les solutions de sauvegarde envisagées, le développement de systèmes d’élevage en eau re-circulée est apparu comme une solution intéressante pour protéger les mollusques bivalves du milieu contaminé et de permettre aux professionnels de mieux contrôler leur production. Dans de tels systèmes, une alimentation en eau saine (exempte de microalgues toxiques et dont les caractéristiques hydrobiologiques sont compatibles avec la survie des bivalves) représente une étape indispensable à la réussite du projet. C’est dans ce cadre que ce travail de recherche est né et que les études réalisées ont été orientées. Ainsi, la partie expérimentale de cette étude repose sur la faisabilité technique de l’installation de procédés membranaires en ultra et microfiltration et de la filtration sur sable pour traiter l’eau d’entrée des systèmes d’élevage lors de l’apparition d’efflorescences de microalgues toxiques.

Cette étude a été réalisée dans le cadre des programmes régionaux et interrégionaux de recherche GERRICO (GEstion globale des Ressources marines et des RIsques dans les espaces COtiers) et COMSAUMOL (Maintien de la COMmercialisation par la SAUvegarde et la détoxication des MOLlusques), labellisé par le Pôle de compétitivité « Filière aquacole » Boulogne/Mer et le CNC (Comité National de la Conchyliculture).

Objectif du projet

Cette étude, consacrée à la protection des mollusques bivalves par la maîtrise de la qualité des eaux d’élevage, repose sur une approche expérimentale comprenant l’étude de procédés de traitement de l’eau de mer destinés à l’élimination des microalgues toxiques contaminant les eaux naturelles côtières. Ce travail a pour objectif l’étude de la filtration par des membranes immergées fibres creuses et de la filtration sur sable pour la sauvegarde et le maintien de la qualité des mollusques bivalves dans des systèmes en eau re-circulée lors d’efflorescences de microalgues toxiques. Son originalité repose sur la recherche de procédés rustiques permettant l’élimination des dinoflagellés toxiques.

 

Resultats

L’origine et la nature des mécanismes de colmatage ont été identifiées en lien avec la sélectivité et la consommation énergétique. Des suspensions de dinoflagellés toxiques et non toxiques ont été reconstituées puis filtrées sur membranes 10 kDa, 300 kDa et 0,2 µm, et sur un filtre à sable (diamètre de grain moyen « d» compris entre 250 et 520 µm). La microfiltration sur membrane 0,2 µm est apparue comme la plus adaptée : plus de 99 % des microalgues sont retenues pour une consommation énergétique spécifique inférieure à 0,5 kWh/m3. Les mécanismes de colmatage ont été étudiés par la mise en œuvre d’autopsies membranaires et l’utilisation de modèles de filtration. La filtration sur sable n’a pas permis de retenir la totalité des microalgues, mais une diminution de la taille moyenne des grains de sable permet d’augmenter significativement leur rétention (Rétention de 90 % en 6 h avec dg = 256 µm). Ne permettant pas l’élimination totale des microalgues toxiques, la filtration sur sable ne peut être proposée que comme une solution de prétraitement de l’eau de mer devant être associée de la filtration par membranes immergées fibres creuses. En dépit d’un coût d’investissement plus élevé, seule la filtration par membranes peut être envisagée dans le cadre de la protection des bassins conchylicoles.

Publications

Castaing, J.B., Massé, A., Pontié, M., Séchet, V., Haure, J., Jaouen, P., 2010a. Investigating submerged ultrafiltration (UF) and microfiltration (MF) membranes for seawater pre-treatment dedicated to total removal of undesirable micro-algae. Desalination 253 (1-3), 71-77.

 

Castaing, J.B., Massé, A., Pontié, M., Séchet, V., Sabiri, N.E., Haure, J., Jaouen, P., 2011. Immersed hollow fibers microfiltration (MF) for removing undesirable microalgae and protecting semi-closed aquaculture basins. Desalination 276 (1-3), 386-396.

 

Sabiri, N.E., Castaing, J.B., Massé, A., Jaouen, P., 2011. Influence of grain size on the performance of sand filter for the removal of micro-algae in aquaculture production systems. Environnemental Technology (DOI : 10.1080/09593330.2011.587027). In Press.

 

Castaing, J.B., Massé, A., Séchet, V., Sabiri, N.E., Pontié, M., Haure, J., Jaouen, P., 2011. Protection and maintaining of shellfish quality during algal blooms : membrane processes versus sand filter for treatment of contaminated seawater. Récents Progrès en Génie des Procédés - SFGP 2011 101, 6 p.

 

Castaing, J.B., Massé, A., Sabiri, N.E., Pontié, M., Séchet, V., Hussenot, J., Haure, J., Jaouen, P., 2010b. Qualité des huîtres et Systèmes d’élevage - Circuit fermé/système. GERRICO (Gestion Globale des Ressources et des RIsques dans les espaces CÔtiers - Rapport de synthèse - Axe 1 ; 13 - 131 1, 6 p.