Procédés de traitement de l’eau
L’eau à l’ère des transitions numérique, énergétique et écologique

L’eau est omniprésente sur Terre où elle est apparue il y a trois milliards d’années. Elle recouvre environ 71 % du globe et atteint un volume de 1350 milliards de m³. Toutefois sur ce volume, seul 0,7 % représente de l’eau douce disponible. Elle est la seule substance à exister sous ses trois états : solide, liquide et vapeur.

La molécule d’eau a des propriétés étonnantes :

• sa forme solide est plus légère que sa forme liquide, ainsi la glace flotte ;

• elle a une énorme tension superficielle qui lui permet de mouiller et de s’insérer partout ;

• elle a une chaleur de vaporisation importante, d’où son aptitude à stocker de grandes quantités de chaleur, les océans jouant ainsi un rôle de stabilisation de la température terrestre ;

• elle constitue un puissant solvant polaire stockant le chlorure de sodium et le dioxyde de carbone. Le rôle des océans, capables de stocker des quantités énormes de gaz à effet de serre, est donc primordial dans le dérèglement climatique actuel.

La vapeur d’eau est un gaz à effet de serre mais ses propriétés (pouvoir solvant) et thermiques (chaleur de vaporisation et de condensation) en font un régulateur thermique essentiel à la vie sur Terre.

L’eau est source de vie mais est aujourd’hui un bien menacé. Actuellement, dans le monde plus de 2 milliards d’humains ne disposent pas d’eau de qualité.

Sa pollution essentiellement d’origine anthropique est un problème majeur de l’humanité. Ainsi, les mers et les océans sont devenus le réceptacle de tous les rejets de notre société de consommation. Les « Gyres », ces « continents » qui dérivent au gré des courants marins constitués de résidus des matières plastiques (pneumatiques, particules issues des machines à laver le linge…), sont peut-être parmi les spectacles les plus désolants qu’il est possible d’observer. Les nappes phréatiques ne sont pas épargnées non plus avec une pollution et une surexploitation qui excèdent leur capacité de renouvellement.

Du fait de sa répartition inégale dans le monde et des effets du changement climatique qui accentuent les épisodes de stress hydrique, l’eau revêt également une importance géopolitique qui croît encore avec l’augmentation de la population mondiale. L’accès à l’eau va représenter dans les années à venir une source de conflits frontaliers grandissante.

Avoir de l’eau de qualité en abondance au robinet est une richesse que l’usager ne mesure généralement pas.

Du point de vue économique, l’eau joue également un rôle essentiel dans de nombreux usages dont l’agriculture pour l’irrigation, l’industrie et les usages domestiques.

Pour être utilisée, l’eau doit être captée, souvent traitée et distribuée. Elle doit être analysée et surveillée en permanence pour répondre aux caractéristiques nécessaires à chacune de ses utilisations. Les traitements de l’eau font appel aux technologies les plus variées, qui ont considérablement évolué au cours des dernières décennies, particulièrement en ce qui concerne le dessalement de l’eau de mer et des eaux saumâtres (techniques biologiques, membranaires, distillation…).

Les technologies se sont également développées pour traiter l’eau dans l’industrie, les différents usages de l’eau nécessitant des eaux de qualités différentes (pharmacie, agroalimentaire, électronique, systèmes de chauffage ou de refroidissement…) ou encore pour traiter les effluents chargés provenant de l’habitat, de l’élevage, de l’industrie et des villes avant leur rejet dans le milieu naturel, voire avant leur réutilisation.

Le domaine de l’eau est un domaine extrêmement vaste en évolution constante. Il met en jeu un nombre important de technologies de très haut niveau. Il constitue un domaine industriel avec des usines et des réseaux associés qui peuvent être considérables en termes d’investissement (CAPEX) et en frais d’exploitation (OPEX).

L’industrie de l’eau est impactée par les évolutions écologiques, énergétiques et digitales.

Cette dernière évolution est en train de transformer en profondeur les métiers et les techniques mises en œuvre et peut permettre de faire face à certains challenges à relever.