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RÉSUMÉ
Face à une répartition inégale de l'eau potable sur la planète, une demande de plus en plus forte pour le dessalement de l'eau de mer a été recensée ces dernières années. Le développement démographique, la haute concentration de la population mondiale dans une même zone où l'activité humaine s'accroît, et les progrès techniques qui ont menés à une réduction des coûts d'investissement, sont autant de facteurs qui ont contribué à cette hausse de la demande. Cet article s’intéresse à ce procédé de dessalement par l'étude de la distillation et de l'osmose inverse, mais également à travers les aspects de l'hygiène, de la sécurité et de l'environnement. Sont ensuite comparés les différents procédés et les critères de choix de ces méthodes.
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Jean-Marie ROVEL : Ancien directeur chez Degrémont/Groupe Suez-Environnement - Mise à jour du dossier [J 2 700] écrit par Patrick Danis et paru en juin 2003 dans la base documentaire « Génie des procédés »
INTRODUCTION
Trois facteurs principaux expliquent la demande de plus en plus forte pour le dessalement d'eau de mer constatée ces 15 dernières années :
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le développement démographique et son amplificateur : une migration des populations rurales vers les villes et principalement vers les villes les plus grandes ;
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le fait que plus du tiers de la population mondiale et plus de la moitié des mégalopoles (ville de plus de 5 millions d'habitants) soient concentrés dans une bande côtière de 150 km de profondeur où s'exerce donc une demande rapidement croissante de tous les secteurs de l'activité humaine : eau domestique, industrielle, touristique, agricole… Alors que les fleuves qui l'abreuvent y arrivent de plus en plus pollués et ayant déjà subi des prélèvements (surtout pour l'irrigation agricole) de plus en plus importants ;
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par ailleurs, les progrès techniques des deux technologies utilisées en dessalement d'eau de mer se sont traduits par une réduction des coûts d'investissement (taille croissante des unités construites, amélioration des membranes utilisées en osmose inverse (cf. perméabilité et passage de sel)…) et surtout des coûts de fonctionnement réduits en particulier pour le procédé d'osmose inverse dont la demande en énergie spécifique (kWh/m3 d'eau produite) a décru de 40 % en 15 ans… Tout cela concourant à rendre l'offre plus attrayante.
Demande forte, offre plus attrayante expliquent donc la croissance globale du marché de plus de 10 % par an et une mondialisation de celui-ci : encore très concentré, il y a 15 ans, sur le Moyen-Orient (Arabie Saoudite, Émirats arabes unis [ÉAU])…, il s'étend maintenant à tout le pourtour méditerranéen (Espagne et Algérie en particulier), aux Caraïbes, sud des États-Unis, Australie, et récemment Chine, Inde…
Ainsi, une étude de 2008 recensait 13 800 installations en fonctionnement dont 60 % en osmose inverse et 40 % par distillation, mais la capacité de ces dernières étant plus élevée, leurs contributions respectives s'inversent.
Si l'on additionne les capacités installées, on arrive à un total de 60 millions de m3 par jour ou encore l'équivalent de la consommation domestique d'environ 300 millions d'habitants !
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1. Eau de mer et eau potable
1.1 Qualité de l'eau de mer
L'eau de mer est la matière première de l'usine de dessalement. Chacun peut observer ses changements de température, de limpidité d'un lieu ou d'un jour à l'autre ; les écarts de salinité sont moins connus or salinité, température et matières en suspension sont les paramètres majeurs du fonctionnement d'une unité de dessalement.
HAUT DE PAGE
La salinité mesure la concentration en sels dissous ; elle s'exprime le plus souvent en mg ou encore en ppm chez les Anglo-Saxons. On notera que cette dernière unité n'est pas strictement équivalente puisqu'elle exprime des mg/kg.
Les salinités les plus basses se rencontrent au voisinage des pôles ou dans les zones de fort apport d'eau douce (cf. estuaires). La quantité de sels dissous augmente au fur et à mesure que l'on se rapproche des tropiques. Elle peut dépasser 45 g/L dans certaines zones, telles que la côte est de l'Arabie Saoudite où la chaleur et les hauts-fonds favorisent l'évaporation.
Quelques valeurs moyennes de la salinité de l'eau de mer :
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océan Atlantique : 35 g/L ;
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mer Méditerranée : 38 g/L ;
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mer Rouge : 40 g/L ;
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golfe Persique : jusqu'à 46 g/L.
Le lecteur pourra se reporter à l'article [K 170] Propriétés physiques de l'eau de mer.
Le laboratoire hydrographique de Copenhague a défini la composition « moyenne » d'une eau de type océan Atlantique. Le tableau 1 précise la répartition des ions principaux.
En dehors du chlorure de sodium qui représente 85 % de la salinité totale, on note la présence des ions bicarbonates, calcium et sulfates. Ces ions sont des sources potentielles d'entartrage selon les conditions de température,...
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Eau de mer et eau potable
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Caractéristiques et propriétés des eaux. Eaux pures, eaux naturelles.
-
Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT) – Aspects théoriques : mécanismes de transfert.
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Filtration membranaire (OI, NF, UF, MFT) – Aspects théoriques : perméabilité et sélectivité.
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Filtration membranaire (OI, NF, UF) – Présentation des membranes et modules.
ANNEXES
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1 Annuaire
- 1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs européens (liste non exhaustive) 1.1.1 Constructeurs de distillation en Europe
- 1.2 Organismes – Associations – Fédérations 1.2.1 Associations professionnelles
1.1.2 Fournisseurs de membranes (distributeur ou représentant français ou européen)
1.1.3 Constructeurs d'unités d'osmose inverse en France
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs européens (liste non exhaustive)
1.1.1 Constructeurs de distillation en Europe
Sté Internationale de Dessalement d'Eau de Mer SIDEM (Groupe Véolia Water – Paris)
HAUT DE PAGE1.1.2 Fournisseurs de membranes (distributeur ou représentant français ou européen)
Filmtec Corp. Division of Dow Chemical Co.
Dow Deutschland Inc. – Allemagne http://www.dow.com/liquidseps
Hydranautics Corp., siège à Oceanside/Californie
Hydranautics France http://www.membranes.com ou http://www.hydranautics.es
TORAY Membrane Europe AG (Suisse) http://www.toraywater.com
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