Qu'est-ce que l'efficacité de transfert de gaz (GTE) ?

1. Qu'est-ce que l'efficacité de transfert de gaz ?

L'efficacité de transfert de gaz (ETG) décrit la quantité de gaz injecté qui se dissout effectivement dans l'eau par rapport à la quantité de gaz fournie.

Définition simple :

ETG (%) = (Gaz dissous dans l'eau ÷ Gaz injecté) × 100

Si vous injectez 100 unités d'oxygène et que seulement 15 unités se dissolvent, votre ETG est de 15%. Les 85% restants sont perdus dans l'atmosphère.

Pourquoi l'ETG est important

Une ETG basse signifie :

• Consommation énergétique plus élevée

• Consommation de gaz plus élevée

• Stabilité de l'oxygène dissous réduite

• Résultats biologiques incohérents

Une ETG élevée signifie :

• Coûts d'exploitation réduits

• Livraison d'oxygène plus rapide

• Niveaux d'OD stables

• Efficacité biologique améliorée

2. Quels sont les facteurs de contrôle de l'efficacité de transfert de gaz ?

L'efficacité de transfert de gaz est régie par des lois physiques et chimiques, non par des affirmations marketing. Les principaux facteurs sont :

1. Taille des bulles

Bulles plus petites = surface plus grande par unité de gaz

2. Temps de résidence des bulles

Plus longtemps une bulle reste dans l'eau, plus de gaz peut se dissoudre

3. Stabilité de l'interface gaz-liquide

Les interfaces stables permettent la diffusion au lieu de l'évasion rapide

4. Pression et solubilité

Une pression plus élevée augmente la solubilité du gaz (loi de Henry)

5. Composition chimique de l'eau et température

L'eau plus chaude retient moins de gaz ; les biofilms réduisent l'efficacité de transfert

3. Transfert de gaz vs efficacité du transfert d'oxygène (ETO)

Vous pouvez également rencontrer l'efficacité du transfert d'oxygène (ETO), un cas particulier de l'ETG utilisé dans l'aération et les eaux usées.

• ETG → s'applique à tout gaz (oxygène, ozone, CO₂, azote)

• ETO → spécifique aux systèmes d'oxygène

La physique sous-jacente est la même.

4. Comparaison des technologies courantes d'oxygénation

4.1 Aérateurs de surface

Comment ils fonctionnent :
Agiter la surface de l'eau pour attirer l'air dans l'eau

ETG typique :
🔻 2–5%

Limites :

• Transfert de gaz extrêmement médiocre

• Consommation énergétique élevée

• L'oxygène s'échappe presque instantanément

• Crée de la turbulence mais pas de stabilité de l'OD

Meilleur pour :
Aération d'urgence, pas pour un contrôle précis de l'oxygène

4.2 Diffuseurs à grosses bulles

Comment ils fonctionnent :
Grandes bulles (>3–5 mm) libérées depuis le fond

ETG typique :
🔻 5–10%

Limites :

• Les grandes bulles montent rapidement

• Temps de contact très court

• La plupart du gaz s'échappe non utilisé

Erreur courante :
Supposer que “plus de bulles” = plus d'oxygène (ce n'est pas le cas)

4.3 Diffuseurs à fines bulles

Comment ils fonctionnent :
Bulles plus petites (0,5–2 mm) augmentent la surface

ETG typique :
⚠️ 15–30%

Limites :

• Toujours flottantes — les bulles montent

• Les membranes se bouchent avec le temps

• La performance se dégrade avec les biofilms

Réalité de l'industrie :
Souvent commercialisées comme “haute efficacité”, mais perdent encore la plupart de l'oxygène.

4.4 Injecteurs Venturi

Comment ils fonctionnent :
Utilisent la chute de pression pour aspirer le gaz dans l'eau circulante

ETG typique :
⚠️ 10–25%

Limites :

• Nécessite une énergie de pompe élevée

• Les bulles de gaz se forment encore et s'échappent

• L'efficacité est fortement dépendante du flux

4.5 Cones/ saturateurs d'oxygène pressurisé

Comment ils fonctionnent :
Dissoudre le gaz sous pression avant de libérer l'eau

ETG typique :
✅ 60–90%

Limites :

• CAPEX élevé

• Grand encombrement

• Opération complexe

• Principalement adapté aux grandes installations industrielles

Force :
Haute dissolution – mais évolutivité et flexibilité limitées.

4.6 Technologie des nanobulles

Comment cela fonctionne :
Génère des bulles de gaz ultra-fines (<200 nm) qui :

• Ne montent pas

• Reste en suspension pendant des jours

• Dissolvent le gaz par diffusion, pas par flottabilité

ETG typique :
✅ 80–95% (souvent proche du maximum théorique)

Pourquoi les nanobulles sont différentes (pas juste “bulles plus petites”)

Nanobulles :

• Ont une flottabilité presque nulle

• Possèdent une charge électrostatique de surface

• Créent une surface interfaciale gaz-liquide extrêmement élevée

• Reste stable suffisamment longtemps pour une dissolution complète du gaz

Cela change l'oxygénation de :

“bulles montant et s'échappant”
à
“gaz stocké et libéré à l'intérieur de l'eau elle-même”

5. Pourquoi une ETG supérieure à 100% de saturation est possible

Les systèmes traditionnels visent 100% de saturation en OD car l'excès d'oxygène s'échappe sous forme de bulles.

Les nanobulles permettent :

• Une saturation en OD de 200–400%

• Sans bulles visibles

• Sans dégazage rapide

Nous vous suggérons de consulter notre article sur ce sujet.

Cela est crucial dans :

• L'hydroponie

• L'aquaculture

• Réservoirs d'irrigation

• Eau potable pour le bétail

• Désinfection à l'ozone

6. Efficacité énergétique : le coût caché d'une basse ETG

Les systèmes à basse ETG compensent en :

• Augmentant le flux d'air

• Augmentant la pression

• Augmentant le temps de fonctionnement

Résultat :

• Factures d'électricité élevées

• Usure de l'équipement

• Amélioration marginale de l'OD

Les systèmes de nanobulles atteignent un DO plus élevé avec moins de gaz et moins d'énergie, car presque chaque molécule injectée est réellement utilisée.

7. Tableau comparatif récapitulatif

8. Point clé à retenir

L'efficacité de transfert de gaz ne concerne pas la quantité de gaz que vous injectez —
il s'agit de la quantité qui reste dans l'eau et effectue un travail utile.