Traitement de l'eau

Caractériser, capter et traiter les polluants pour préserver la qualité de l’eau.

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Traitement de l'eau
Vision de la transition

Traiter des pollutions de l’eau de plus en plus complexes

Le changement climatique, l’augmentation des usages et la dégradation de la qualité de l’eau accentuent les tensions sur une ressource indispensable aux populations, aux activités économiques et aux écosystèmes. 
Aux pollutions industrielles déjà traitées — hydrocarbures, huiles, matières organiques ou métaux — s’ajoutent des contaminants émergents comme les microplastiques et les PFAS. Leur diversité, leur persistance et, pour certains, leur présence à de faibles concentrations imposent de faire évoluer les méthodes de caractérisation et les procédés de traitement.

En quelques chiffres :

  • 40 % : l’écart que pourrait atteindre, dès 2030, la demande mondiale en eau douce par rapport aux ressources disponibles. (ONU, 2024) 
  • Plusieurs millions de microfibres plastique peuvent être libérées lors d’un seul lavage de textiles synthétiques. (IFPEN, 2026)
  • Plus de 10 000 substances appartiennent à la famille des PFAS, caractérisée par une grande diversité de propriétés et d’usages. (Agence européenne pour l’environnement, 2024)

Développer des chaînes de traitement adaptées aux polluants et aux eaux

Face à des contaminants aux propriétés très différentes, un procédé unique ne peut constituer une réponse universelle. Le traitement doit intervenir au plus près des sources d’émission et associer plusieurs opérations de caractérisation, de séparation, de concentration, de captage ou de destruction.

Défis

  • Mieux connaître les pollutions émergentes et leur présence dans l’eau.
  • Réduire les rejets à la source, avant leur dispersion dans l’environnement.
  • Traiter des contaminants nombreux et persistants, comme les PFAS et les microplastiques.
  • Éviter les transferts de pollution entre l’eau, les sols et les résidus de traitement.
  • Concilier efficacité, sobriété et maîtrise des coûts.
  • Adapter la surveillance et la réglementation aux nouveaux polluants.
     

Fort de son expérience du traitement des eaux industrielles complexes, IFPEN mobilise ses compétences en caractérisation, physico-chimie et génie des procédés pour répondre aux pollutions classiques et émergentes. Ses travaux couvrent l’ensemble de la chaîne de traitement, de l’identification des contaminants à leur séparation, leur captage ou leur récupération.

 

IFP Énergies nouvelles, traitement de l'eau : expertise et caractérisation, polluants émergents (microplastiques, PFAS…), technologies de dépollution, économie circulaire de l'eau, bioproduits

Flyer : Traitement de l’eau 

Des scientifiques et ingénieurs de pointe pour des collaborations en R&D et le développement pré-industriel.

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Solutions & innovations

Transformer la recherche en solutions de traitement opérationnelles

La diversité des polluants et des eaux contaminées nécessite d’associer plusieurs opérations complémentaires. Avec des industriels, des PME et des start-up, IFPEN développe et teste des méthodes de caractérisation et des procédés de séparation, de captage ou de récupération adaptés aux contraintes rencontrées sur le terrain.
 

Un bref rappel pour comprendre

Les polluants ne se présentent pas tous sous la même forme : certains sont en suspension dans l’eau, tandis que d’autres sont dissous à l’échelle moléculaire. Une chaîne de traitement peut donc associer plusieurs étapes complémentaires.

Traiter les polluants émergents

Objectif : caractériser, capter et traiter les microplastiques et les PFAS en combinant plusieurs procédés adaptés à leurs propriétés et aux eaux contaminées.

Caractériser et capter les microplastiques

Solutions développées :
Prototype de filtration CleanWash relié à une machine à laver
  • Rock-Eval® 7, analyseur fondé sur la technologie d’analyse thermique développée par IFPEN et commercialisé par Vinci Technologies, mobilisé pour identifier et quantifier rapidement les microplastiques
  • CleanWash®, équipement de captage et de récupération des microfibres plastique issues du lavage textile professionnel 
  • flottation avancée, procédé de séparation des particules fines par injection de bulles d’air contrôlées. 

Testée pendant quatre semaines dans un pressing 5àsec avec l’appui du CTTN-IREN, CleanWash® a retenu 80 % des microfibres d’une longueur supérieure ou égale à 50 micromètres. Les essais indiquent que cette performance peut dépasser 95 % avec l’ajout de bioclarifiants.

Découvrir l’analyseur Rock-Eval® 7

Découvrir la méthode de caractérisation des plastiques

Découvrir la technologie CleanWash®

Traiter les eaux contaminées par les PFAS

Solutions développées : 
Gros plan sur des bulles translucides dans une eau bleue
  • fractionnement par mousse pour concentrer les PFAS dans un volume d’eau réduit 
  • adsorbants solides à base d’alumine ou de silices fonctionnalisées pour capter un spectre élargi de PFAS, notamment à chaînes courtes 
  • chaînes de traitement modulaires associant plusieurs procédés selon la composition des eaux 
  • solutions de destruction complète des PFAS, dont le développement nécessite encore de nouveaux partenariats. 

Découvrir les travaux d’IFPEN sur le traitement des PFAS

Vidéo : TRAITEMENT DES EAUX - Les solutions IFPEN
 

De l’eau aux sols avec Rock-Eval®

Coupe transversale d'un sol montrant ses différentes couches sous une prairie verte

Découvrir l’usage de la technologie qui a précédé son adaptation aux microplastiques.

Avant d’être adapté à l’analyse des plastiques, Rock-Eval® était déjà utilisé pour caractériser le carbone et la matière organique des sols.

Voir la page de cette thématique

Traiter les pollutions industrielles

Objectif : séparer, capter ou récupérer les hydrocarbures, les huiles, les graisses et les métaux dissous présents dans les eaux industrielles, tout en réduisant l’empreinte environnementale des traitements.

Séparer les hydrocarbures, les huiles et les graisses

Bassins d'une station de traitement des eaux en intérieur, avec passerelles et canalisations
Solutions développées :
  • procédés de déshuilage pour séparer l’eau des hydrocarbures, des huiles ou des graisses 
  • technologies de séparation liquide-liquide issues de l’expérience d’IFPEN dans le traitement des fluides industriels complexes. 

Capter et récupérer les métaux dissous

Vue d'ensemble d'une station d'épuration avec bassins circulaires et rectangulaires, entourée de verdure
Solutions développées :
  • procédés de capture des métaux présents sous forme dissoute 
  • procédés de récupération des métaux séparés de la phase aqueuse. 

Développer des produits de traitement biosourcés

Solution en cours de développement :

  • produits de traitement biosourcés et biodégradables destinés à réduire l’empreinte environnementale des procédés de traitement de l’eau. 

Applications

Les méthodes et procédés développés par IFPEN peuvent être mobilisés séparément ou combinés au sein de chaînes de traitement adaptées à la nature des eaux et des polluants.

Caractériser les pollutions

  • Analyse des microplastiques dans des échantillons d’eau, de sédiments ou de sols. 
  • Identification et quantification des contaminants avant le choix du traitement. 

Traiter les effluents industriels

  • Eaux contenant des hydrocarbures, des huiles, des graisses ou des métaux dissous. 
  • Eaux contaminées par des PFAS aux propriétés différentes. 
  • Adaptation des chaînes de traitement à la composition des eaux réelles. 

Capter les polluants à la source

  • Effluents des pressings et des blanchisseries industrielles. 
  • Captage des microfibres avant leur rejet dans les réseaux d’assainissement. 

Préparer les étapes suivantes du traitement

  • Concentration des polluants avant leur captage ou leur destruction. 
  • Séparation des particules fines avant filtration membranaire. 
  • Récupération de métaux présents dans les eaux de procédés.
portrait : Agnès LE MASLE, cheffe de projet traitement des PFAS – IFPEN

Agnès LE MASLE, cheffe de projet traitement des PFAS – IFPEN
“ Les PFAS illustrent bien la nouvelle génération de défis posés au traitement de l’eau.  Leur stabilité chimique exceptionnelle, liée à la liaison carbone-fluor, explique à la fois leurs usages industriels et leur persistance dans l’environnement. Elle rend aussi leur élimination particulièrement complexe, notamment pour les molécules à chaînes courtes.  Face à ce type de pollution, l’expérience montre qu’aucun procédé unique ne constitue une réponse universelle. Les travaux menés à IFPEN s’inscrivent donc dans une logique de complémentarité : fractionnement par mousse pour concentrer efficacement en amont, matériaux adsorbants fonctionnalisés pour élargir le spectre de capture, et, à terme, développement de solutions de destruction.
L’enjeu est désormais de tester, combiner et qualifier ces briques technologiques sur des eaux réelles. C’est à cette condition que l’on pourra passer d’une promesse de traitement à des solutions réellement déployables pour les industriels et les collectivités. ”

> Accéder aux publications d’IFPEN

Impacts

Des impacts concrets pour réduire les pollutions de l’eau

Sécurité & qualité de vie — limiter les pollutions de l’environnement local

  • captage des microfibres plastique avant leur rejet dans les réseaux d’assainissement 
  • rétention de 80 % des microfibres d’au moins 50 micromètres en conditions réelles 
  • réduction du transfert des micropolluants vers les eaux et les sols 

Industrie — rapprocher les technologies du déploiement

  • validation de CleanWash® pendant quatre semaines dans un pressing 5àsec 
  • bonne opérabilité et faible volume de rejet 
  • chaînes de traitement adaptées aux caractéristiques des eaux industrielles 

Climat — réduire l’empreinte des traitements

  • développement de produits de traitement biosourcés et biodégradables afin de réduire l’empreinte environnementale des procédés de traitement de l’eau

Filière — relier recherche et besoins sectoriels

  • coopération entre IFPEN, le CTTN-IREN et 5àsec 
  • transfert d’une expertise de séparation huile-eau vers le lavage textile 
  • développement de solutions avec les acteurs de l’eau et de l’industrie 

Norme & standards — accompagner les nouvelles exigences réglementaires

  • performances de CleanWash® en ligne avec les projets de réglementation 
  • anticipation de la captation des microfibres issues du lavage professionnel 
déchets plastiques sur une plage, collectés manuellement par des bénévoles
Recherche & expertise

Asseoir l’innovation sur une expertise scientifique et technique

IFPEN s’appuie sur une recherche adossée à une plateforme Carnot dédiée au traitement de l’eau. Issue notamment du traitement des eaux industrielles complexes, son expertise associe expérimentation et modélisation pour comprendre les phénomènes en jeu, concevoir les procédés et en évaluer le fonctionnement.

Ce socle multidisciplinaire permet de passer de l’étude des interactions entre polluants, fluides et matériaux à la mise au point de solutions orientées vers leur application et leur changement d’échelle.

schéma R&I : de la petite échelle (laboratoire) -> Grande échelle (pilote semi-industriel)

 

Chercheuse en gants manipulant un réacteur de laboratoire éclairé

Compétences scientifiques mobilisées

Sciences chimiques Analyse et caractérisation Sciences de l’ingénieur Mathématiques et informatique Fluides complexes, colloïdes et matière condensée
Mécanique des fluides Génie chimique et génie des procédés Analyse et caractérisation Analyse chimique Méthodes numériques et optimisation Modélisation et simulation des systèmes

Accéder à toutes les compétences

Chercheur en blouse et lunettes réglant un appareil d'analyse sur une paillasse

Plateformes et infrastructures

Plateforme Carnot dédiée au traitement de l’eau

  • essais de procédés de séparation, flottation, adsorption et récupération 
  • caractérisation des eaux et mesure des performances 
  • combinaison des technologies selon les polluants ciblés 
  • changement d’échelle, du laboratoire aux essais pilotes.

Moyens de modélisation et de simulation

  • simulation des écoulements de bulles, gouttes ou particules 
  • optimisation des paramètres des procédés de flottation 
  • → croisement des calculs et des essais pour dimensionner les équipements.

Accéder aux infrastructures

Collaborer

Collaborer pour développer des solutions adaptées aux acteurs de l’eau

Le traitement de l’eau mobilise des compétences scientifiques, technologiques et opérationnelles complémentaires. IFPEN travaille avec des industriels, des PME, des start-up et des organismes spécialisés pour transformer les problématiques rencontrées sur le terrain en procédés testés dans des conditions représentatives.

FAQ

Foire aux questions

Vous trouverez ici les réponses aux questions les plus fréquentes.
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Contact

Aurelie Mouret

Aurelie Mouret

Cheffe de projet "Traitement de l’Eau"

Jean-François Argillier

Jean-François Argillier

Responsable du programme "Interactions climat/sol & cycle de l’eau"

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