Comment dessale-t-on l'eau de mer ?

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écrit le: 13 mars 2012 par admin

L’approvisionnement en eau douce pose des difficultés évidentes dans des pays désertiques comme l’Algérie, l’Arabie Saoudite ou les Émirats, mais le problème se pose également à l’intérieur de zones sèches très peuplées comme le Sud californien ou la Floride. Le marché du dessalement, qui produit un pour cent de l’eau potable (25 millions de m³ par jour), a aussi gagné les îles des zones méditerranéennes : Chypre, Malte et les Baléares, où l’eau des nappes phréatiques présente un taux de salinité élevé.
Si le remorquage d’icebergs depuis les régions polaires, un temps envisagé sous la houlette du « Prince de l’eau » Mohammed al Faiçal, est resté à l’état de projet, trois procédés plus classiques se partagent le marché. Il s’agit de la distillation, de l’osmose inverse et, dans une moindre mesure, de polyélectrolyte.
La distillation est la technique la plus ancienne, connue depuis l’Antiquité. Elle consiste à débarrasser l’eau de ses impuretés en la faisant passer par l’état de vapeur.
Comme l’indique son nom, la distillation à détentes étagées (procédé Flash) réalise la vaporisation par détentes successives. L’eau de mer,
maintenue sous pression pendant toute la durée du chauffage, est portée à 120 °C avant d’être introduite dans une enceinte où règne une pression réduite. Il s’ensuit une vaporisation immédiate (d’où le nom de flash). Le phénomène est ensuite reproduit dans des étages successifs, jusqu’à une quarantaine de fois, de manière à augmenter le rendement.
La distillation à effets multiples, quant à elle, privilégie l’évaporation sous pression réduite sur une surface d’échange, ce qui permet de ne plus préchauffer l’eau de mer qu’à 70 ou 80 °C. La chaleur libérée lors de la condensation qui suit sert à chauffer l’eau introduite dans le compartiment suivant, et ainsi de proche en proche. La qualité du liquide obtenu par distillation est irréprochable, mais l’énergie qu’il faut fournir pour vaporiser l’eau est importante.
Le coût reste acceptable quand la station de distillation peut être adossée à une centrale électrique, ce qui est le cas de l’usine de dessalement à effets multiples du Bahrein, qui assure une production journalière de 273 000 m³. À moins grande échelle, l’énergie solaire peut prendre le relais : une société monégasque a récemment installé sur la digue du port de Monaco 16 m² de panneaux solaires permettant de dessaler soixante litres d’eau de mer toutes les heures. La Chine, pour sa part, se propose de privilégier le recours à l’énergie nucléaire, procédé déjà mis en œuvre par le passé à Aktau au Kazakhstan, en 1973.
Deuxième technique en vigueur, concurrençant la distillation : l’osmose inverse, moins gourmande en énergie et qui présente l’avantage de la mobilité grâce au faible poids de ses installations. Elle consiste à appliquer à l’eau salée une pression suffisante (quelques dizaines de bars) pour faire passer les seules
molécules d’eau à travers une membrane semi-perméable. La pression, en effet, doit être supérieure à la pression osmotique (29 bars à 20 °C) pour empêcher que l’écoulement de l’eau ne s’effectue de la solution la plus diluée vers la solution la plus concentrée, l’eau ayant tendance à diluer les sels plutôt qu’à les fuir. L’osmose inverse convient à des besoins en eau limités, lorsque les dispositifs de dessalement doivent être implantés sur des plate-formes de forage off-shore, des chantiers en bord de mer, ou des sous-marins. Ces petites unités fournissent au maximum quelques milliers de m³ par jour alors que les grosses installations du Moyen et du Proche-Orient dépassent les 100 000 m³.
À Ashkelon, en Israël, au sud deTel-Aviv, l’usine mise en place par la société Veolia possède une capacité journalière de 320 000 m³ et représente l’une des plus grandes références mondiales dans le domaine du dessalement. Elle alimente plus d’un million de personnes pour un coût de production égal à la moitié du coût des importations d’eau utilisées pour l’irrigation de certaines régions de l’est de la Méditerranée.
L’Angleterre, elle-même, vient de donner son feu vert pour dessaler les eaux saumâtres de l’estuaire de la Tamise, à Newham, et produire ainsi quotidiennement 150 000 m³ d’eau potable destinés à 400 000 foyers du nord-est de Londres. Les deux procédés de dessalement, distillation et osmose inverse, peuvent également être associés. La société Veolia projette ainsi une usine hybride associée à une centrale électrique, à Qidfa dans l’émirat de Fudjayra, capable d’assurer une production totale de 590 000 m³ par jour.
Dernière technique en lice : l’électrodialyse. L’installation comporte une alter de membranes anioniques (perméables aux ions positifs) et cathodiques (perméables aux ions négatifs), disposées parallèlement et placées dans un champ électrique créé entre deux électrodes planes terminales. Ces membranes permsélectives guident le cheminement des ions chlorure négatifs et des i sodium positifs de telle façon que les compartiments d’ordre pair se déminéralisent alors que ceux d’ordre impair se concentrent en sel. Cette technique convient ai bien comme procédé de dessalement que comme méthode de concentration.
Tel est le cas au Japon, pays dépourvu de sel gemme et de marais salants, qui tire de l’eau de mer le sel nécessaire à son industrie chimique et à sa consommation domestique. Des membranes échangeuses très performantes ont été mises i point, qui équipent les unités du Japon et de la Corée. En Europe occidentales l’électrodialyse sert principalement à déminéraliser ou désacidifier les extraits liquides d’origine agroalimentaire. L’eau de haute qualité nécessaire aux industries de l’électronique et aux services hospitaliers (eau stérile, injectable), quant à elle, provient plutôt du traitement de l’eau ordinaire par osmose inverse.