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La membrane céramique passe à la 3D

NICOLAS VIUDEZ

Le Français Tami Industries a développé une nouvelle gamme de membranes céramiques fabriquée par technologie additive. Avec des canaux de filtration plus complexes, le débit de filtration est considérablement amélioré.

Et si la 3D révolutionnait le design des membranes céramiques ? C'est le pari que fait la PME française Tami Industries, qui a développé une nouvelle gamme de membranes céramiques, fabriquée à partir d'une technique de fabrication additive. Les membranes céramiques sont utilisées dans de nombreux procédés de filtration ou de séparation, et plus particulièrement dans le secteur de la biotechnologie, par exemple pour séparer les bactéries de leur milieu de culture. Ces membranes présentent notamment l'avantage de pouvoir être stérilisées à la vapeur. « Le secteur des membranes céramiques est une niche dans le marché de la filtration, cela reste une technologie relativement jeune par rapport à d'autres procédés », souligne Laurent Grospelly, directeur général de Tami Industries. Les membranes tubulaires sont composées de nombreux canaux, adaptées en taille aux liquides qui doivent être traités et dont les parois vont permettre la filtration du liquide. Les fabricants modulent généralement la taille et la forme de ces canaux pour modifier les caractéristiques de leurs produits. Une stratégie employée par Tami Industries qui a déposé 37 brevets internationaux en 25 ans d'existence. « Dès sa création, Tami a apporté des innovations sur ces produits, nous avons travaillé sur la forme des canaux pour les rendre non circulaires et ainsi optimiser l'utilisation de la section du tube. L'objectif était de faire en sorte que la surface développée soit plus conséquente pour une dimension extérieure de membrane donnée », explique Laurent Grospelly. En modifiant la forme des canaux, le fabricant avait déjà réussi à augmenter la surface de filtration. Un procédé qui atteignait cependant ses limites en termes de développement, en particulier concernant la technique de fabrication traditionnelle par extrusion. Ce qui a poussé Tami Industries à rechercher de nouvelles solutions pour améliorer l'efficacité de ses membranes.

 

Créer des promoteurs de turbulences dans la membrane

Laurent Grospelly détaille la réflexion qui a amené à cette innovation : « Aujourd'hui, pour améliorer les performances, cela passe par l'augmentation de la turbulence à l'intérieur des membranes. Pour cela, on peut augmenter la vitesse de circulation dans les membranes, mais en augmentant la vitesse, on accroît aussi l'énergie consommée par le process et ce n'est pas vraiment ce que l'on recherche actuellement dans l'industrie... ». La deuxième solution, retenue par Tami Industries, passe par l'ajout « d'obstacles » dans les canaux. Ces obstacles, ou promoteurs de turbulence, vont « accélérer » le fluide, à la manière de rochers dans une rivière qui peuvent augmenter la vitesse du courant et générer un rapide. « Nous avons créé des promoteurs de turbulences, si vous avez de l'eau qui s'écoule au travers de ces promoteurs, cela va générer des zones de turbulences fortes », résume le directeur général de Tami Industries. Mais cette volonté de création de promoteurs de turbulences dans les membranes a dû s'accompagner d'une évolution dans les procédés de fabrication. « La technique de fabrication actuelle et industrielle des membranes céramiques passe par de l'extrusion. Cette technique permet d'obtenir des tubes avec des canaux rectilinéaires. Nous avons travaillé sur une nouvelle technique de fabrication qui nous permet de réaliser des tubes avec des canaux non rectilinéaires. Il s'agit d'une technique de fabrication dite additive permettant de concevoir des formes capables d'entraîner des gains de performance », détaille Laurent Grospelly. Grâce à ses nouveaux produits fabriqués par technique additive, Tami Industries annonce une augmentation de performance de filtration de l'ordre de 30 %, par rapport à une membrane standard à énergie équivalente ou une consommation énergétique réduite d'un facteur de 2,5 par rapport à une membrane standard à performance de filtration équivalente. En termes de calendrier, l'arrivée de cette innovation mondiale sur le marché se fera selon les modalités suivantes : « Nous avons présenté ces avancées lors d'une conférence ICIM à Dresde, en juin dernier ; une gamme de produits destinée au marché du laboratoire sera lancée dans quelques semaines. Cela nous permettra de proposer des premiers produits et d'avoir un premier retour de nos clients, puis nous lancerons une gamme de produits destinée au marché industriel, courant 2019 », précise Laurent Grospelly. Le directeur général de Tami Industries se veut confiant sur l'avenir de la fabrication additive appliquée au secteur : « Nous n'en sommes qu'aux prémices avec des possibilités importantes de développements, compte tenu du repoussement des limites offertes par la technique de fabrication additive des membranes ». Une innovation, fruit d'un effort de recherche et développement interne qui aura mis près de cinq ans pour voir le jour. Elle constitue une étape importante pour la vie de cette PME française, basée à Nyons (Drôme). Tami Industries effectue un tiers de son chiffre d'affaires pour l'industrie pharmaceutique, elle est également présente dans les secteurs de l'environnement et de l'agro-alimentaire.

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