Afin de répondre à la sévérité croissante des normes, aux volumes toujours plus grands d’eau à traiter, et à la pollution grandissante des réserves, d’importants efforts de recherche ont été consentis au cours des dernières décennies. Les études portent notamment sur les procédés de traitement des eaux ainsi que sur les techniques d’analyse et la mise au point d’instruments de surveillance automatique.
De nouvelles techniques, très performantes ont ainsi pu voir récemment le jour. Ces techniques dites de séparation par membranes constituent une mini-révolution dans le domaine du traitement de l’eau. Leur principe consiste non plus à éliminer chimiquement les micropolluants mais à les extraire physiquement. Elles présentent en effet le très gros avantage de n’utiliser aucun réactif chimique, sauf pour leur entretien. Très fiables, elles permettent de traiter des eaux très polluées et de produire une eau très pure, sans goût désagréables ni mauvaises odeurs, et de qualité constante, quelles que soient les variations de qualité de l’eau à traiter. Elles commencent depuis peu à être utilisées à grande échelle au niveau industriel. Le seul inconvénient de ces nouveaux traitements est leur coût élevé.
Le principe d’action de ces membranes est simple puisqu’il consiste ni plus ni moins en un filtrage mécanique. Mais quel filtrage !

L’ultrafiltration
Dans ce procédé, la membrane est constituée de milliers de fibres très fines, rassemblées à l’intérieur d’une gaine rigide. Les parois de chacune de ces fibres sont percées d’une multitude de pores microscopiques dont la taille est de l’ordre de 0.01 micromètre. L’eau à traiter circule sous pression à l’intérieur des fibres et passe à travers les pores. De toutes les substances contenues dans l’eau, seules peuvent traverser les parois des fibres celles dont l’encombrement est inférieur à la taille des pores. L’eau ainsi filtrée est récupérée à l’intérieur de la gaine. Les substances à l’encombrement trop important restent dans les fibres où elles sont lessivées par l’eau non filtrée. Côté entretien, un lavage régulier avec de l’eau propre circulant en sens inverse permet d’éviter aux pores de se colmater et un nettoyage chimique des membranes doit être effectué de temps en temps.
L’ultrafiltration permet d’éliminer toutes les particules en suspension, les bactéries et les virus, ainsi que les plus grosses molécules organique. Mais certains pesticides et certaines molécules responsables de goûts et d’odeurs, de plus faible encombrement, ne sont pas retenus. Pour pallier cet inconvénient, du charbon actif en poudre est mélangé à l’eau à traiter. Ces substances s’adsorbent sur les grains de charbon lesquels, trop gros pour passer à travers les pores, sont retenus par les membranes.
Utilisé comme traitement d’affinage, ce procédé permet d’éliminer goûts et odeurs, et de réduire notablement l’usage des désinfectants chimiques, la concentration en substances organiques susceptibles de réagir avec eux ayant elle-même diminué. Il est exploité industriellement en France depuis 1997 dans l’usine de Vigneux-sur-Seine en région Parisienne.

La nanofiltration
Son principe est très semblable à celui de l’ultrafiltration, la différence essentielle étant que la membrane de nanofiltration offre une porosité dix fois plus faible, de l’ordre de 0.001 micromètres. Constituée de trois couches de matériaux différents, elle est enroulée autour d’un tube central. Injectée sous pression, l’eau à traiter traverse la membrane et ressort filtrée par le tube central.
La nanofiltration permet de retenir tous les polluants dissous, qu’ils soient biologiques, organiques ou minéraux et quelle que soit leur concentration, sans avoir besoin d’utiliser l’adsorption sur charbon actif. Elle permet, elle aussi, de diminuer notablement l’usage du chlore. Son seul inconvénient technique est que l’eau produite est tellement pure qu’il est nécessaire de la reminéraliser ! Cette technique est utilisée en France depuis 1999 au sein d’une nouvelle unité de l’usine de traitement des eaux de Méry-sur-Oise dans la région parisienne.