Tous les aquariophiles n'ayant pas la possibilité de puiser de l'eau de mer naturelle il faut la fabriquer en dissolvant du sel dans de l'eau aussi pure que possible; le meilleur moyen d'y parvenir est de filtrer l'eau de ville à l'aide d'un On sait depuis le XVIIè siècle que si deux solutions sont mises en contact par l’intermédiaire d’une membrane semi-perméable, les sels de la solution la plus concentrée ne pouvant la traverser, c’est l’eau de la solution la moins concentrée qui la traversera afin de réduire la différence de concentration entre les 2 côtés de la membrane; quand cet équilibre est atteint la différence de hauteur entre les deux solutions est la pression osmotique; si on force l'eau à traverser une telle membrane en appliquant une pression supérieure à la pression osmotique on obtient une eau pratiquement pure; c'est le principe d'osmose inverse.
Un osmoseur est simplement constitué d'une membrane poreuse, enroulée sur elle même pour augmenter la superficie utile, à travers laquelle l'eau est poussée par la pression de l'eau de ville.
L'image ci-contre illustre la taille en microns (µm = un millième de millimètre) des pores d'un osmoseur et d'autres moyens de filtration (ultra- et nano-filtration) relativement à quelques impuretés qu'ils sont sensés retenir : seule l'osmose permet de les arrêter efficacement.La caractéristique principale d'une membrane est sont débit nominal, il est généralement exprimé en GPD (Gallons Per Day = gallon par jour).
1 GPD = 0.1577 litre par heure; pour obtenir le débit en litres par heure on peut aussi diviser le débit en GPD par 6,34 ainsi 100 GPD = 15,77 L/h.
Ce débit est donné à une pressions de 1 psi (Pound per Square inch = 3,45 bars) et une température de 25°C; plus la pression ou la température diminue plus le débit réel sera faible, par exemple une membrane de 100 GPD à 3 bars et 20°C fournira 72 GPD soit 11,5 L/h et non 17,77.
En dessous de 2 bars le débit à 25°C n'atteint plus que 50% du débit nominal; en dessous de 0,3 bar le débit devient nul; si la pression de l'eau de ville est trop faible ou si on souhaite augmenter le débit d'eau osmosée on peu ajouter une pompe de surpression ou "pompe booster".
Le logiciel Osmoseur permet de calculer le débit réel en fonction du débit nominal, de la pression et de la température.
Le débit du restricteur est constant, son calibre, en millilitres par minute, est égal au débit d'eau osmosée multiplié par un facteur de conversion; plus ce facteur est grand plus la qualité de l'eau osmosée est élevée mais plus on gaspille d'eau par le rejet.
Réciproquement si on souhaite obtenir un rapport rejet / osmosée donné, disons R, il suffit de choisir un restricteur dont le débit est égal à R x le débit de l'eau osmosée; il faut faire attention aux unités car le débit osmosée est donné en litres par heure, celui du rejet en millilitre par minute.
Par exemple une membrane de 50 GPD à 3 bars et 20°C fournit un débit de 5,7 l/h; avec un facteur 4 il faudrait un restricteur de 4 x 5,7 x 1000 / 60 = 380 ml/min; tous les calibres n'étant pas disponibles dans le commerce on prendra un restricteur de 420 ml/min.
Une pompe booster n'augmente pas le débit du rejet qui est constant, elle augmente le débit d'eau osmosée donc le rendement de l'osmoseur
La membrane retient une grande partie des ions (éléments dissouts dans l'eau); le taux de rétention est le pourcentage d'ions qui ne traversent pas le membrane; seuls quelques pourcents se retrouvent dans l'eau osmosée appelée aussi "perméat"; afin d'augmenter sa qualité il y a lieu d'installer en sortie une résine de déionisation qui retiendra ces éléments résiduels.
Un TDS-mètre (Total Dissolved Solids : solides dissouts) permet de savoir à quel moment il faut remplacer cette résine.
Une membrane peut filtrer une grande quantité d'eau à condition qu'on la débarrasse d'indésirables qui pourraient la colmater et du chlore qui détruit la membrane.
Voici le schéma complet d'un osmoseur
- un premier filtre à sédiments
- un filtre à charbon qui retient essentiellement le chlore
- un second filtre à sédiments qui retient aussi les éventuelles particules de charbon
- la membrane d'osmose inverse (RO = Reverse Osmosis)
- sur la sortie rejet le restricteur; un robinet permet de le court-circuiter pour rincer la membrane
- la première eau qui sort de la membrane n'est pas de bonne qualité, sur la sortie osmosée un robinet permet d'éviter qu'elle traverse la résine la saturant prématurément, c'est ce qu'on appelle la purge;
- la résine de déionisation :
afin d'éviter que l'eau contourne la résine la cartouche qui la contient doit être placée verticalement et l'eau doit circuler de bas en haut;
le TDS-mètre permet de mesurer le TDS avant et après la résine :
si le premier augmente trop il faut changer la membrane
si le dernier augmente trop il faut changer la résine.
Pour augmenter la quantité produite on peut ajouter une seconde membrane, voir le sujet Osmoseur avec 2 membranes en série
