Dessalinisation, désalinisation, dessalement, traitement de l’eau saumâtre :

Les techniques de potabilisation de l'eau

La potabilisation de l’eau est un enjeu de développement. Gilles Morvan, de la société Odmer, présente aux Nouvelles d'Addis la technologie de dessalinisation d’eau de mer dont il est expert. Mais ce savoir-faire se décline aussi en matière de traitement de l’eau saumâtre. Les offres concernent les activités économiques et la consommation des populations.

Les eaux douces naturelles sont rares, mal réparties, sensibles aux sécheresses, si bien que la politique de l’eau est un défi dans tous les pays subissant une pression sur les ressources en eau. Cette politique est soumise à des contraintes socio-économiques, juridiques, géopolitiques, qui bloquent le développement de certaines régions.
Face aux besoins d’eau douce dans le monde, pour la consommation des populations, l’irrigation, et le développement touristique, il paraît séduisant et logique d’avoir recours au dessalement de l’eau de mer. Cette ressource représente 97% de la réserve totale d’eau sur la planète, tandis que la majorité de la population est concentrée sur les littoraux.
L’eau de mer reçoit une grande partie de l’eau qui se trouve sur terre et qui se déplace par l’évaporation et les pluies. Elle est l’eau la plus ancienne, stockée sur une durée suffisante pour se charger fortement en sels minéraux.

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Principes du dessalement de l’eau

Le dessalement consiste à séparer les sels dissous de l’eau.
Jusqu’alors, trois principes généraux sont employés pour dessaler l’eau :

• La méthode la plus basique, mais la plus grosse consommatrice d’énergie, consiste à faire évaporer l’eau salée pour séparer les sels. Le goût de l’eau est en général peu satisfaisant, à cause du passage dans la chaudière, et une reminéralisation de l’eau est obligatoire.

• La deuxième méthode est un principe physico-chimique appelé électrolyse, consommant peu d’énergie, mais de faible capacité. Le principal inconvénient est la production de déchet d’eau de javel, polluant encombrant.

• La dernière méthode est celle de l’osmose inverse. Elle tend à se développer car elle présente un fort intérêt en terme de coût d’investissement, de consommation d’énergie et de qualité de l’eau produite.

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La méthode dite de l’osmose inverse
(schéma de la sté Odmer)

OSMOSE
A : L’osmose est un phénomène naturel à travers une membrane semi-perméable : l’eau douce migre vers l’eau salée, la plus concentrée.
B : L’équilibre s’établit à la pression osmotique. Plus l’eau est chargée en sels et plus la pression osmotique est élevée.

OSMOSE INVERSE
C : Il est possible d’inverser l’opération en exerçant une pression sur l’eau salée et faire migrer les plus petites molécules d’eau, c’est l’osmose inverse.

Exemple : Le dessalement d’une eau saumâtre de concentration 12.000 ppm nécessite moins de pression et donc moins d’énergie qu’une eau de mer de concentration 35.000 ppm.

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De l’osmose inverse à l’eau pure

L’osmose inverse est une technique moderne pour traiter les eaux de mer, les eaux saumâtres ou les eaux domestiques distribuées par les réseaux de canalisations.
Lors du dessalement en osmose inverse, le procédé est composé d’une préfiltration, d’une pompe mettant en pression la membrane OI, composée d’un film fin en polyamide composite enroulé.
Cette filtration permet de supprimer 99% des sels minéraux et organiques. Une eau de mer concentrée à 35.000 ppm peut ainsi ressortir selon l’effort de pression réalisé sur la membrane Ol, à moins de 200 ppm. Le seuil de potabilité des eaux distribuées en réseau est généralement admis à 500 ppm.
L’eau peut ensuite être reminéralisée, ajustée en Ph ou subir des post-traitements UV, osmose, ou une légère chloration.

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Le travail d’ingénierie

L’implantation d’une station de dessalement implique un travail d’ingénierie pour prendre en compte tous les aspects du projet.

Le captage de l’eau en forage ou en pleine mer, selon les données hydro-géologiques.
Un forage peut poser des problèmes de débit ou de pérennité, en particulier en eau saumâtre.
Un captage en pleine mer avec une pompe immergée ou terrestre doit prendre en compte les
questions de fouling (bio colmatage)

La source énergétique est très importante. Décrites par ordre décroissant d’investissement, les solutions sont les suivantes :
– L’énergie solaire est séduisante car sans consommable, elle est cependant limitée aux petites installations de quelques kilowatts pour quelques heures d’utilisation en ensoleillement journalier.
– L’énergie éolienne permet une bonne production de puissance si les vents sont réguliers toute l’année, c’est souvent le cas en bord de mer.
– Le groupe électrogène apporte une réponse sûre et permanente, malgré son aspect peu écologique et sa consommation de carburant.
– Le réseau électrique lorsque celui ci est existant.

Le calcul des membranes 0I, selon le niveau de dessalement souhaité pour l’application et la durée de vie. Une eau un peu chargée en sels sera plus acceptable en irrigation contrairement aux eaux de consommations.

L’utilisation des eaux produites. Celles ci peuvent être stockées, distribuée en goutte en goutte, fertilisée, minéralisées, aromatisées, enrichies en vitamines, conditionnées, glacées ou bien rechargées en produits désinfectants.
L’ingénierie adapte le process aval à la station de dessalement pour permettre des productions qui autofinancent les installations.

Le traitement des eaux usées doit être pris en compte, généralement par floculation et filtration pour ne pas polluer l’environnement.

Une formation au contrôle de la qualité de l’eau, aux modes opératoires et à la maintenance simple de l’installation doit aussi être mise en place dans ce type de projet.

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Une solution souple aux problèmes de l’eau

La dessalinisation est très certainement une des futures clés aux problèmes d’eau dans le monde, en particulier sur les petites installations jusqu’à 200 m3/jour qui permettent de produire localement sans alourdir les budgets d’investissement avec des réseaux de canalisations de distribution toujours longs, difficiles à installer, peu adaptés aux climats extrêmes et sources de fuites.
De plus ces stations de petites capacités permettent d’envisager plus facilement les énergies renouvelables, atout pour les zones isolées. – GM

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(*) Gilles Morvan, ingénieur en procédés de dessalinisation et process. Responsable ingénierie de la sté Odmer.