Le dessalement de l'eau de mer

Résumé du document

De nos jours, la recherche dans le dessalement de l'eau est capitale du fait du manque d'eau croissant dans les pays où les ressources en eau sont trop faibles par rapport à la population et à l'agriculture.
En effet, tandis que la Terre est recouverte de 72% d'eau, on trouve seulement 3% d'eau douce. Cette eau est inégalement répartie sur la planète : 10 pays se partagent 60% des réserves d'eau douce alors que 29 pays subissent de nombreuses sécheresses. On constate sur le planisphère que l'Afrique, l'Inde et l'Asie Mineure sont très touchées par le manque d'eau. Cela est dû au climat aride de l'Afrique, mais également à l'insuffisance des nappes souterraines, par rapport à la demande pour l'agriculture et pour la consommation. Ce manque en Afrique peut aussi être expliqué par des installations souvent trop peu nombreuses, liées à la pauvreté de ce continent. Les puits creusés, s'il en existe, n'atteignent pas toujours les nappes phréatiques, du fait de l'absence de machines perfectionnées pour creuser en profondeur. Pour l'Asie Mineure, et l'Inde, la surpopulation et les besoins de l'agriculture intensive nécessitent plus d'eau que les réserves disponibles peuvent fournir. En effet, les principales sources d'eau douce sont les fleuves, car les nappes phréatiques sont souvent polluées par les engrais, ou vides. Dans ces pays, la désalinisation s'avère donc cruciale.

L'eau de mer représente donc une richesse quasiment inépuisable, mais uniquement si on peut la dessaler, car elle contient 1000 fois plus de sel que la limite fixée par l'OMS pour pouvoir être consommée, c'est-à-dire une teneur maximale de 500 mg/l. Cela signifie qu'en fonction de la salinité de l'eau, une diminution de la teneur en sel de 75 à 99 % doit être réalisée, l'eau étant potable si elle contient moins de 500 ppm de sel (une ppm correspond à un rapport de 0,000001, soit, par exemple, un milligramme par kilogramme). C'est donc dans cette optique que les chercheurs de nombreux pays développent des techniques de dessalement de plus en plus performantes, afin de produire une plus grande quantité d'eau potable à un coût plus faible. Parmi ces techniques, trois sont les plus utilisées : ce sont l'osmose inverse, la distillation et l'électrodialyse.
Laquelle de ces méthodes est la plus rentable, la moins chère et de ce fait la plus envisageable pour subvenir aux besoins en eau potable futurs?

Extraits

[...] Il reste donc des progrès à faire au niveau environnemental, mais aussi pour améliorer le rendement de ces usines. C'est malgré tout, ce type d'installation qui s'impose et qui est privilégié par les sociétés de dessalement, afin de répondre aux problèmes de pénurie d'eau actuels et à venir. [...]

[...] Et ainsi de suite, la consommation dépend donc de la température de départ. Pour chaque degré supplémentaire, il faut un supplément d'énergie de 1,16 kWh par d'eau. Ces calculs s'appliquent seulement à l'énergie nécessaire à chauffer l'eau. L'énergie nécessaire à la vaporisation totale de l'eau est donnée par le calcul suivant : - Sachant qu'il faut 2256 103J pour vaporiser 1L d'eau - Il faut donc : 2256 J pour vaporiser 1 - Par ailleurs 1 Wh = 3600 J - Expression de la puissance en Wh : 2256 106 J Wh 3600 J 627 kWh = 62,7 Cependant, lors de la liquéfaction, l'énergie de la chaleur latente est récupérée. [...]

[...] Ces compartiments s'appellent compartiments de dilution .On obtient ainsi de l'eau pure. Toutefois se pose le problème des compartiments de concentration, car si certains s'appauvrissent en sel, d'autres s'enrichissent logiquement en sel dissous. Fonctionnement de l'électrodialyseur Rendement : Cette méthode est utilisée pour le dessalement des eaux saumâtres dont le taux de salinité est inférieur à 10 g/l. En effet, au-dessus de ce taux l'énergie nécessaire aux électrodes afin de séparer les ions de l'eau est beaucoup trop importante. Selon les données d'une usine, la consommation en électricité est de : - 3 à 8 kWh / pour une eau d'une salinité de 1 à 10g/L ( Dans ce cas, le prix du revient entre 0.30 et 0.80 si en se basant sur un prix de 0.10 du kWh kWh 0.10 = 0.30 8 kWh 0.10 = 0.80 - 15 à 25 kWh / pour une eau d'une salinité supérieure (comme l'eau de mer). [...]

[...] La membrane semi-perméable ne laisse passer que les molécules d'eau. Principe de l'osmose Principe de l'osmose inverse C'est cette méthode que nous avons essayé de reconstituer par l'expérience suivante : Après avoir emprunté un osmoseur chez Cityplantes (Dijon), nous avons utilisé un vérin afin de faire passer de l'eau salée et dans l'osmoseur avec une pression suffisante et tenter de récupérer de l'eau potable. Nous avons donc utilisé du sérum physiologique en guise d'eau salée. Cependant cet appareil était destiné à traiter des eaux de ville et la membrane était inefficace avec une telle utilisation, mais nous avons toutefois fait l'expérience. [...]

[...] Le dessalement de l'eau de mer La distillation La distillation consiste à évaporer l'eau de mer, soit en utilisant la chaleur émise par les rayons du soleil, soit en la chauffant dans une chaudière. Seules les molécules d'eau s'échappent, laissant en dépôt les sels dissous et toutes les autres substances contenues dans l'eau de mer. Il suffit alors de condenser la vapeur d'eau ainsi obtenue pour obtenir une eau douce consommable. C'est une technique bien connue puisqu'elle était déjà utilisée dans l'Antiquité, découverte par Aristote au IVe siècle av. J.-C . Mais à cette époque, elle était utilisée seulement à petite échelle (consommation personnelle). [...]