Taille des pores d’une membrane RO : que signifie 0,0001 micron (et que signifie-t-il pas) ?

Sur la page produit de la membrane de l’étape 2 d’Hydrion RO600, la taille des pores est indiquée comme étant de 0,0001 micron. La plupart des cartouches à sédiments, y compris celle de l’étape 1 du même système, sont données en microns entiers, par exemple 1 ou 5 microns ; c’est donc ce saut de quatre décimales qui rend le chiffre de la membrane difficile à se représenter. Il est utile de situer 0,0001 micron par rapport à des choses dont on connaît déjà la taille, puis d’expliquer honnêtement ce que ce chiffre décrit réellement : la couche active d’une membrane d’osmose inverse est généralement décrite comme étant effectivement solide plutôt que remplie de trous que l’on pourrait compter ; la « taille des pores » est donc ici une valeur comparative, et non l’écart mesuré à la règle par quelqu’un.

• Cheveu humain : environ 20 à 200 microns de diamètre, quelque chose que l’on peut voir et sentir entre ses doigts.
• Bactérie : environ 1 à 10 microns de long, déjà trop petite pour être visible sans microscope.
• Virus : environ 0,02 à 0,3 micron de diamètre, encore plus petit que la plupart des bactéries.
• Valeur nominale de la membrane de l’étape 2 : 0,0001 micron, en dessous même de la taille des virus, et à l’échelle à laquelle la couche de rejet de la membrane est décrite comme fonctionnant.

Ce que décrit réellement la valeur « 0,0001 micron » sur une fiche technique

Cette valeur figure dans le tableau des caractéristiques de la membrane de l’étape 2 du Hydrion RO600, à la ligne « taille des pores ». Les cartouches voisines de la même catégorie, notamment les filtres à sédiments et à charbon classiques, sont généralement données pour 1 ou 5 microns. C’est déjà assez petit pour retenir les particules et réduire la turbidité, mais cela reste très loin de la valeur de cette membrane. C’est cet écart qui déroute les personnes habituées à lire les caractéristiques des filtres en microns entiers : il ne s’agit pas d’une version légèrement plus fine de la même valeur, mais d’une finesse supérieure de plusieurs ordres de grandeur. La suite de cet article situe ce chiffre par rapport à des éléments que le lecteur connaît déjà, puis explique honnêtement ce que fait une membrane d’osmose inverse à cette échelle et ce que cette valeur prouve — ou ne prouve pas — au sujet de l’eau qu’elle produit.

Placer 0,0001 micron sur une échelle des tailles

Du cheveu au virus, puis à la valeur de la membrane

Un cheveu humain mesure environ 20 à 200 microns de diamètre (source : Micromètre – Wikipédia), ce qui en fait l’un des rares éléments de cette liste dont on peut juger la taille à l’œil nu. Une bactérie typique mesure environ 1 à 10 microns de long (source : Micromètre – Wikipédia), une taille déjà bien en dessous de ce que la vision sans aide permet de distinguer. Beaucoup de virus sphériques sont encore plus petits : environ 0,02 à 0,3 micron de diamètre (source : Virus – Wikipédia). Chaque étape de cette échelle correspond à environ un ordre de grandeur, et la valeur déclarée de 0,0001 micron pour la membrane se situe en dessous de la taille des virus, à l’échelle à laquelle sa couche de rejet est décrite comme fonctionnant. C’est pourquoi on a recours à l’osmose inverse lorsque la seule cartouche à sédiments ne suffit pas : cette valeur décrit un autre type de barrière, et non une version simplement plus stricte de la même barrière.

Pourquoi les membranes RO ne sont pas vraiment des tamis percés de trous

Le modèle de solution-diffusion, en termes simples

Les degrés de filtration des membranes sont souvent comparés à l’aide de repères de taille approximatifs : les pores des membranes en général couvrent une plage d’environ 0,1 à 5 000 nanomètres, la microfiltration se situe autour de 50 nanomètres et plus, l’ultrafiltration autour de 3 nanomètres et plus, et la nanofiltration autour de 1 nanomètre et plus ; l’osmose inverse retient les particules au-dessus d’environ 0,2 nanomètre, soit environ 0,0002 micron, une valeur du même ordre que celle de 0,0001 micron indiquée pour la membrane elle-même (source : Osmose inverse – Wikipédia). Ces chiffres sont utiles pour comparer les catégories, mais une membrane d’osmose inverse est généralement décrite différemment des étapes qui la précèdent dans cette liste : sa couche active est généralement considérée comme non poreuse et retient les substances dissoutes par solubilité et diffusion, plutôt qu’au moyen de trous distincts dans lesquels une particule pourrait passer ou non (source : Osmose inverse – Wikipédia). Selon le modèle admis, les molécules d’eau se dissolvent dans la couche dense de polymère d’un côté, puis diffusent à travers celle-ci jusqu’à l’autre côté, comme un gaz peut traverser une feuille de caoutchouc sans qu’elle présente de trou visible, au lieu de s’écouler dans des canaux ouverts comme l’eau à travers un filtre à café. Ainsi comprise, la valeur « 0,0001 micron » est une indication utile de la rétention pour comparer les étapes de filtration entre elles, et non un trou mesuré et compté au microscope.

Ce que cette valeur prouve — et ne prouve pas

La page produit de la membrane de l’étape 2 indique qu’elle réduit les solides dissous, les métaux lourds, le fluorure et les PFAS, et qu’elle envoie l’eau de rejet vers l’évacuation selon un rapport de 2:1, tout en produisant jusqu’à environ 600 gallons, soit 2 270 litres, d’eau filtrée par jour. Il s’agit des chiffres indiqués par le fabricant pour ce produit, et non des résultats d’un test réalisé par un laboratoire indépendant ; la bonne façon de lire honnêtement une fiche technique de ce type est de tenir compte de cette distinction, plutôt que de supposer qu’un chiffre implique une certification que la page ne revendique pas réellement. Comme la rétention par osmose inverse dépend de facteurs autres que la taille seule, notamment de la solubilité d’une substance dissoute et de sa facilité à diffuser à travers la membrane, le mécanisme qui retient les contaminants retient aussi la plupart des minéraux dissous. C’est l’une des raisons pour lesquelles la gamme RO600 associe cette membrane à une étape d’ajout de minéraux en aval, plutôt que de laisser l’eau entièrement dépourvue de substances dissoutes ; la manière dont l’osmose inverse élimine les minéraux et la raison d’être de la reminéralisation mérite une lecture à part si cet équilibre est important pour vous.

La place de la membrane par rapport aux étapes qui la précèdent

La cartouche plus grossière de sédiments et de charbon de l’étape 1 retient d’abord les particules et réduit le goût de chlore ; la membrane bien plus fine de l’étape 2 n’est donc pas la première ligne de défense du système contre les éléments qu’une cartouche de base retient déjà : elle prend le relais une fois que l’eau est relativement propre. Le fonctionnement d’une membrane à cette échelle signifie également qu’une partie de l’eau qui y entre est évacuée plutôt que dirigée vers le robinet. C’est le compromis pratique qui explique le rapport déclaré de 2:1 entre l’eau purifiée et l’eau évacuée du RO600. Le rôle réel de chaque étape dans un système d’osmose inverse à 3, 5 ou 7 étapes détaille toute cette séquence plus en profondeur que ne le permet cet article, et l’explication complète du fonctionnement de l’osmose inverse, du début à la fin est un meilleur point de départ si vous souhaitez comprendre l’ensemble du processus plutôt que ce seul chiffre.

Quand cette valeur compte pour le remplacement de la membrane

Rien de tout cela ne change la manière d’entretenir la membrane au quotidien, mais cela explique pourquoi la page produit lie son intervalle de remplacement aux performances plutôt qu’à une date fixe seulement. La page produit d’Hydrion indique un remplacement environ tous les 24 mois ou après quelque 6 800 à 7 600 litres, plus tôt si la valeur TDS affichée dépasse nettement son niveau habituel ou si le voyant RO devient rouge. Une hausse de la valeur TDS après plusieurs mois de stabilité est le signe pratique que les performances de rétention de la membrane diminuent, même si vous ne verrez jamais la valeur de 0,0001 micron elle-même changer ; ce que mesure réellement la valeur TDS affichée explique pourquoi c’est ce chiffre, et non la taille des pores indiquée, qu’il vaut la peine de surveiller entre deux remplacements. Pour connaître le calendrier complet de remplacement des trois filtres du RO600, le calendrier complet de remplacement des étapes PPC, membrane et TC détaille les intervalles étape par étape. Si votre membrane approche de cette échéance, la page produit de la membrane de l’étape 2 indique les raccords et l’intervalle de remplacement, ainsi que le système Hydrion Purity RO600 auquel elle est destinée.