La technologie des nanobulles d’électrons consiste en un procédé de désinfection non chimique de l’eau. Très utilisée dans le domaine de l’aquaculture, cette technologie permet aux industries de traitement des eaux usées de faciliter leur travail. Dans ce texte, nous allons voir la dynamique autour des nanobulles.
Généralités
La problématique autour des points d’eau dans le monde
Actuellement, les petites et moyennes entreprises en aquaculture font face à un énorme problème de pollution des eaux. Ces derniers n’ont alors guère le choix que de trouver des solutions expresses pour pouvoir lutter contre les maladies infectieuses. En effet, dans les exploitations de conchyliculture et de pisciculture, notamment au Vietnam et en Thaïlande, le risque d’éclosion est intensifié par la limitation de l’accès à de l’eau de haute qualité et par la forte densité de population des animaux élevés dans les étangs.
Ces différents problèmes ont alors mené à une utilisation parfois abusive de produits antimicrobiens et au développement de la résistance à ces produits. De ce fait, il est devenu primordial pour la survie de ces petites et moyennes entreprises aquacoles dans les pays en développement de trouver des solutions de rechange, rentables et efficaces, pour purifier leurs eaux.
La technologie des nanobulles d’électrons comme principale solution
La technologie des nanobulles d’électrons correspond à une pratique de désinfection non chimique, fonctionnant par injection de bulles de gaz ultrafines dans l’eau. Ces bulles de gaz possèdent chacune leurs propres propriétés de désinfection.
Le projet consiste alors en l’établissement de protocoles d’utilisation de la technologie des nanobulles d’électrons en aquaculture afin de :
- diminuer l’usage des produits antimicrobiens ;
- réduire l’absorption des antimicrobiens par les animaux et les eaux ;
- améliorer la croissance des animaux (poissons et coquillages) élevés dans ces eaux.
Afin de contrôler l’efficacité de la technologie des nanobulles d’électrons, plusieurs caractéristiques seront prises en compte :
- la réduction de l’exposition aux agents pathogènes dans les sociétés aquacoles ;
- la suppression des antimicrobiens qui se détachent des aliments médicamentés utilisés dans les traitements thérapeutiques ;
- l’amélioration de l’efficacité des vaccins ;
- la favorisation de la croissance des animaux, sans avoir recours aux antimicrobiens.
Les différentes méthodes de génération de nanobulles
D’une manière générale, il existe deux technologies de génération de nanobulles. La première consiste en une génération de nanobulles par circulation gaz-eau. La deuxième consiste en la pressurisation-décompression gaz-eau.
En ce qui concerne les méthodes de production de nanobulles, on en dénombre pas moins de 8 différentes, dont les 4 premières sont les plus utilisées :
- la dissolution sous pression ;
- l’écoulement rotationnel ;
- le mélangeur statique turbulent ;
- la tuyère d’éjection ;
- l’ultrasonique (vibration supersonique) ;
- l’oscillateur ;
- le venturi ;
- la condensation par contact direct de vapeur mixte.
La méthode de dissolution sous pression
Cette première méthode est basée sur les principes de la loi de Henry, reliant la concentration de gaz à la pression partielle. Le principe est simple : grâce à un système de venturi, le liquide et le gaz sont combinés puis, le gaz sera fondu dans l’eau via la pressurisation. Le gaz sera ensuite évacué via une buse, et en raison de la chute drastique de la pression du mélange gaz-eau sursaturé, le gaz sera alors expulsé sous forme de petites bulles et de nanobulles dans le liquide.
L’écoulement rotationnel
L’écoulement rotationnel, « Swirl Method » ou « Spiral Flow » est une méthode basée sur le principe de Bernoulli. Ce principe fait partie de la dynamique des fluides et stipule que l’augmentation de la vitesse d’un fluide engendre une diminution simultanée de la pression ou de l’énergie potentielle du fluide.
Pour pouvoir générer des nanobulles, ce principe fonctionne alors comme suit : l’eau est versée dans un réservoir de forme cylindrique par le haut et elle est amenée à s’écouler en spirale vers le fond. Le gaz est alors inspiré du centre du bas du réservoir, et l’eau en rotation dans le haut du cylindre produit des fines bulles de gaz.
Le mélangeur statique turbulent
Le mélangeur statique consiste en un procédé permettant de mélanger deux liquides. Mais ce n’est pas tout, ce mélangeur permet également de mélanger du liquide et du gaz, dont le principe est basé sur la création d’un vortex. Grâce à l’écoulement turbulent, le gaz va alors briser le vortex et les chocs entre le liquide et le gaz vont produire des nanobulles.
La tuyère d’éjection
La tuyère d’éjection consiste en une méthode par laquelle le gaz sera amené sous pression négative, jusqu’au point de pression le plus bas, causant une réduction du gaz à une forme de nanobulles par cavitation.
