Invisible à l'œil nu, la nanofiltration est aujourd'hui l'une des technologies de traitement de l'eau les plus performantes. Utilisée aussi bien dans l'industrie, le secteur agricole, les situations d'urgence ou la production d'eau potable, elle permet d'éliminer de nombreux contaminants tout en conservant une partie des minéraux naturellement présents dans l'eau.

Pourtant, cette technologie reste encore peu connue du grand public. Beaucoup la confondent avec l'osmose inverse ou pensent qu'il s'agit simplement d'un filtre plus performant. En réalité, la nanofiltration possède un fonctionnement bien spécifique et répond à des besoins différents.

Dans cet article, nous allons découvrir comment fonctionne une membrane de nanofiltration, quels contaminants elle est capable de retenir, pourquoi elle préserve une partie des sels minéraux et dans quels cas elle constitue une solution particulièrement adaptée.

Qu'est-ce que la nanofiltration ?

La nanofiltration est un procédé de filtration membranaire sous pression. L'eau traverse une membrane constituée de pores extrêmement fins, de l'ordre du nanomètre, soit environ mille fois plus petits que l'épaisseur d'un cheveu.

Grâce à cette structure microscopique, la membrane agit comme une barrière sélective. Elle laisse passer les molécules d'eau ainsi qu'une partie des sels minéraux dissous, tout en retenant de nombreux contaminants présents dans l'eau.

Le terme « nanofiltration » provient justement de la taille de ces pores, comprise entre la microfiltration, l'ultrafiltration et l'osmose inverse. Cette position intermédiaire lui permet d'offrir un excellent compromis entre qualité de filtration, conservation des minéraux et consommation d'énergie.

Contrairement à certaines idées reçues, la nanofiltration ne fonctionne ni grâce à des produits chimiques ni grâce à un procédé de désinfection. La séparation s'effectue uniquement grâce aux propriétés physiques de la membrane et à la pression exercée sur l'eau.

Comment fonctionne une membrane de nanofiltration ?

Pour comprendre la nanofiltration, il est utile d'imaginer une passoire extrêmement sophistiquée. Bien sûr, cette comparaison possède ses limites, mais elle permet de visualiser le principe général.

Lorsque l'eau arrive au niveau de la membrane, plusieurs phénomènes physiques se produisent simultanément.

• Les molécules d'eau traversent la membrane.
• Une partie des ions minéraux de petite taille continue également son chemin.
• Les molécules organiques plus volumineuses sont retenues.
• De nombreux pesticides, PFAS, bactéries, virus et autres contaminants restent bloqués par la membrane.

La séparation ne dépend donc pas uniquement de la taille des particules. La charge électrique des molécules joue également un rôle important. Certaines substances pourtant très petites sont retenues grâce aux interactions électrostatiques entre la membrane et les contaminants.

C'est cette double sélection — par la taille et par la charge électrique — qui fait toute la particularité de la nanofiltration et explique ses excellentes performances sur de nombreux polluants présents dans les ressources en eau.

Pourquoi parle-t-on de filtration sélective ?

Contrairement à une idée largement répandue, une membrane de nanofiltration ne retient pas « tout ». Son objectif n'est pas de produire une eau totalement déminéralisée, mais de supprimer un grand nombre de contaminants tout en laissant circuler une partie des éléments naturellement présents dans l'eau.

C'est pour cette raison qu'on parle de filtration sélective.

En pratique, chaque membrane possède des caractéristiques qui lui sont propres. Selon sa conception et les conditions d'utilisation, certaines molécules seront davantage retenues que d'autres. Les performances peuvent également varier selon la pression, la température ou la composition de l'eau brute.

Cette sélectivité constitue l'une des principales différences avec l'osmose inverse, dont le fonctionnement repose sur une membrane beaucoup plus restrictive. Nous reviendrons sur cette distinction un peu plus loin dans l'article.

Quels contaminants la nanofiltration peut-elle retenir ?

L'un des principaux intérêts de la nanofiltration est sa capacité à retenir un large éventail de contaminants susceptibles d'être présents dans l'eau. Ses performances dépendent de nombreux paramètres, notamment du type de membrane utilisée, de la pression de fonctionnement et de la composition de l'eau à traiter.

Contrairement aux idées reçues, il n'existe pas un seul type de membrane de nanofiltration. Chaque fabricant développe des membranes présentant des caractéristiques spécifiques afin de répondre à des usages particuliers.

De manière générale, la nanofiltration est reconnue pour sa capacité à réduire efficacement :

• de nombreux pesticides et leurs métabolites ;
• les PFAS (substances per- et polyfluoroalkylées) ;
• les bactéries ;
• les virus ;
• les microplastiques ;
• une grande partie des matières organiques dissoutes ;
• certains métaux et ions multivalents ;
• la turbidité et les particules en suspension.

Cette polyvalence explique pourquoi la nanofiltration est aujourd'hui utilisée dans des secteurs très variés, allant de la production d'eau potable jusqu'au traitement d'eaux destinées à l'industrie agroalimentaire, à l'agriculture ou aux interventions humanitaires.

Les PFAS

Les PFAS, parfois surnommés « polluants éternels », sont devenus l'une des principales préoccupations en matière de qualité de l'eau. Utilisés depuis plusieurs décennies dans de nombreux procédés industriels et produits du quotidien, ils sont particulièrement persistants dans l'environnement.

Grâce à la combinaison de sa faible taille de pores et de ses propriétés électrostatiques, la nanofiltration peut réduire efficacement de nombreux PFAS. Les performances exactes varient selon les molécules concernées et la membrane utilisée, mais cette technologie figure aujourd'hui parmi les solutions les plus performantes pour traiter ce type de contamination.

Pour mieux comprendre l'origine de ces contaminants, vous pouvez consulter notre article consacré aux contaminants présents dans l'eau de réseau en France.

Les pesticides

Les pesticides constituent également une famille de contaminants fréquemment retrouvés dans les ressources en eau, notamment à proximité des zones agricoles. Là encore, la nanofiltration présente d'excellentes performances sur de nombreuses molécules organiques.

La capacité de rétention dépend principalement de la taille des molécules, de leur charge électrique ainsi que des caractéristiques propres à chaque membrane.

Les bactéries et les virus

Les membranes de nanofiltration offrent également une excellente barrière physique contre les bactéries et de nombreux virus. Leur taille étant largement supérieure à celle des pores de la membrane, ils sont retenus lors du passage de l'eau.

Cette propriété explique pourquoi la nanofiltration est utilisée dans certaines applications où la sécurité microbiologique est essentielle, notamment pour la production d'eau potable en environnement isolé ou lors d'opérations de secours.

Les microplastiques

Les microplastiques représentent un sujet de recherche relativement récent. Bien que leur taille soit très variable, ils sont généralement beaucoup plus grands que les pores d'une membrane de nanofiltration.

Ils peuvent donc être retenus efficacement, tout comme une grande partie des particules en suspension présentes dans l'eau.

Pourquoi la nanofiltration conserve-t-elle une partie des minéraux ?

La question revient très souvent : si la nanofiltration retient autant de contaminants, pourquoi laisse-t-elle passer une partie des minéraux ?

La réponse tient au fonctionnement même de la membrane.

Toutes les substances dissoutes dans l'eau ne possèdent ni la même taille, ni la même charge électrique. Certains ions, comme le calcium (Ca²⁺) ou le magnésium (Mg²⁺), peuvent traverser partiellement la membrane selon le modèle utilisé et les conditions de fonctionnement.

C'est précisément ce qui différencie la nanofiltration d'autres procédés plus restrictifs.

En pratique, la membrane effectue un véritable tri moléculaire. Elle bloque préférentiellement les contaminants présentant certaines caractéristiques, tandis qu'elle laisse circuler une partie des éléments naturellement présents dans l'eau.

Il est toutefois important d'apporter une nuance essentielle : la nanofiltration ne conserve pas 100 % des minéraux. Les performances varient selon :

• le type de membrane ;
• la pression de fonctionnement ;
• la composition chimique de l'eau ;
• la nature des ions présents.

C'est pourquoi il est plus juste de parler d'une conservation partielle des sels minéraux. Cette précision est importante, car elle reflète le fonctionnement réel de cette technologie tel qu'il est décrit dans la littérature scientifique.

Quels minéraux sont généralement conservés ?

Selon les membranes utilisées, une partie des minéraux naturellement présents dans l'eau peut continuer à traverser la membrane, notamment :

• le calcium ;
• le magnésium ;
• le potassium ;
• une partie du sodium.

Le niveau de conservation varie d'une installation à l'autre. Il dépend à la fois de la qualité de l'eau d'origine et des performances recherchées.

Cette caractéristique constitue l'un des principaux atouts de la nanofiltration lorsqu'il est souhaité de préserver une eau naturellement équilibrée tout en réduisant efficacement un grand nombre de contaminants.

Nanofiltration ou osmose inverse : quelles différences ?

La nanofiltration et l'osmose inverse reposent toutes deux sur le principe de la filtration membranaire sous pression. Elles sont souvent comparées car elles utilisent des membranes très performantes, mais leurs objectifs ne sont pas exactement les mêmes.

La principale différence réside dans le niveau de filtration.

Une membrane d'osmose inverse est beaucoup plus restrictive. Elle retient une très grande majorité des substances dissoutes, y compris une grande partie des sels minéraux naturellement présents dans l'eau. À l'inverse, la nanofiltration est conçue pour effectuer une filtration plus sélective : elle réduit de nombreux contaminants tout en laissant passer une partie des minéraux selon les caractéristiques de la membrane utilisée.

Critère	Nanofiltration	Osmose inverse
Principe	Filtration membranaire sélective	Filtration membranaire très fine
Conservation des minéraux	Partielle	Très faible
PFAS et pesticides	Très bonne réduction	Très bonne réduction
Bactéries et virus	Très bonne rétention	Très bonne rétention
Applications	Eau potable, agriculture, industrie, situations d'urgence	Dessalement, laboratoire, industrie, purification avancée

Aucune technologie n'est universellement meilleure que l'autre. Le choix dépend toujours de la qualité de l'eau à traiter, des contaminants présents et de l'objectif recherché.

Où utilise-t-on la nanofiltration ?

Grâce à sa polyvalence, la nanofiltration est aujourd'hui utilisée dans de nombreux secteurs.

• Production d'eau potable.
• Traitement de certaines eaux souterraines.
• Exploitations agricoles.
• Industrie agroalimentaire.
• Industrie pharmaceutique.
• Recyclage de certaines eaux industrielles.
• Situations d'urgence et interventions humanitaires.

Chez FLX Water, cette technologie est intégrée dans plusieurs solutions développées pour répondre à des besoins spécifiques.

La Solution Agricole FiltraLife permet d'améliorer la qualité de l'eau destinée aux exploitations agricoles afin d'accompagner les éleveurs dans la gestion de leur ressource.

La Solution de crise FiltraLife a quant à elle été conçue pour produire une eau potable dans des environnements où les infrastructures sont absentes ou dégradées, sans recours à l'électricité.

Cette technologie a notamment été récompensée par une médaille d'or au Concours Lépine, illustrant son caractère innovant et les performances obtenues dans le traitement de l'eau.

Quels sont les avantages de la nanofiltration ?

• Réduction efficace d'un large éventail de contaminants.
• Conservation d'une partie des minéraux naturellement présents dans l'eau.
• Excellentes performances sur de nombreux pesticides et PFAS.
• Très bonne barrière contre les bactéries, les virus et les microplastiques.
• Technologie reconnue et utilisée dans de nombreux secteurs.
• Adaptable à différents types d'applications selon les membranes employées.

Existe-t-il des limites ?

Comme toute technologie de traitement de l'eau, la nanofiltration possède également certaines limites.

Ses performances dépendent fortement de la qualité de l'eau en entrée, du choix de la membrane, de la pression de fonctionnement et de l'entretien de l'installation.

Elle ne constitue donc pas une solution universelle applicable à toutes les situations. Une analyse préalable de l'eau reste indispensable afin de déterminer la technologie la plus adaptée.

Questions fréquentes

La nanofiltration élimine-t-elle les PFAS ?
Elle permet de réduire efficacement de nombreux PFAS. Les performances varient toutefois selon les molécules concernées, la membrane utilisée et les conditions de fonctionnement.

La nanofiltration conserve-t-elle tous les minéraux ?
Non. Elle laisse passer une partie des sels minéraux, mais le taux de conservation dépend de la membrane et de la composition de l'eau.

Quelle est la différence entre une nanofiltration et une osmose inverse ?
L'osmose inverse est plus restrictive et élimine une plus grande proportion des substances dissoutes, y compris une grande partie des minéraux. La nanofiltration réalise une filtration plus sélective.

La nanofiltration élimine-t-elle les bactéries et les virus ?
Les membranes de nanofiltration constituent une excellente barrière contre les bactéries et de nombreux virus grâce à la taille extrêmement fine de leurs pores. Les performances exactes dépendent néanmoins du système utilisé.

La nanofiltration est-elle utilisée uniquement pour l'eau potable ?
Non. Elle est également employée dans l'agriculture, l'industrie, les situations d'urgence, le traitement de certaines eaux industrielles et de nombreuses applications environnementales.

Conclusion

La nanofiltration est aujourd'hui l'une des technologies les plus avancées pour le traitement de l'eau. Grâce à sa membrane sélective, elle permet de réduire un large éventail de contaminants tout en préservant une partie des minéraux naturellement présents.

Sa capacité à combiner performance, polyvalence et sélectivité explique son utilisation croissante dans de nombreux domaines, de la production d'eau potable aux applications agricoles et humanitaires.

Si vous souhaitez approfondir le sujet de la qualité de l'eau, nous vous invitons également à consulter notre article consacré aux contaminants présents dans l'eau de réseau, ainsi que notre guide expliquant pourquoi passer de l'eau en bouteille à la filtration de l'eau.

Sources

• U.S. Environmental Protection Agency (EPA) – Drinking Water Treatment Technologies.
• Organisation mondiale de la Santé (OMS) – Guidelines for Drinking-water Quality.
• Publications scientifiques sur les membranes de nanofiltration (Elsevier, MDPI, Water Research).
• ANSES – Qualité de l'eau destinée à la consommation humaine.