Dessalement de l'eau de mer

Dessalement de l'eau de mer

Dessalement de l'eau de mer
Cours
Julien

Par Julien

Mise à jour le 14-04-2011

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Sur le plan mondial, la population augmente rapidement et la demande en eau de bonne qualité est de plus en plus forte (1000 m3 par an et par habitant est le minimum vital) ce qui finira par rendre les réserves insuffisantes. Face à ce problème majeur de manque d’eau, le dessalement de l’eau de mer s’avère comme une solution fiable de production d’eau douce.
Il y avait plus de 10 350 unités de dessalement dans plus de 140 pays du monde, qui produisent plus de 37 750 millions m3/j de l’eau dessalée adaptée à la consommation usuelle. L’eau dessalée peut être destinée vers de nombreux domaines comme: la consommation humaine, l’industrie, l’irrigation, la production de l’eau embouteillée et de l’eau distillée…etc (METAICHE, 2006).
Dans ce chapitre, nous décrivons brièvement les procédés les plus utilisés pour dessaler l’eau de mer et la rendre potable. Après, nous présenterons les inconvénients et les problèmes techniques rencontrés en dessalement.

 

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Plan du document :

 

I. Définition de dessalement

 

II. Composition et salinité de l'eau de mer

 

III. Schéma général d'une installation de dessalement

 

IV. Prise d'eau de mer

 

V. Prétraitement

 

VI. Différents procédés de dessalement de l'eau de mer

 

VII. Post-traitement

 

VIII. Critères pour le choix d'un procédé de dessalement

 

IX. Problèmes rencontrés en dessalement

 

X. Inconvénients de dessalement

 

 

I. Définition de dessalement

Le dessalement est un procédé de déminéralisation. Il a pour but l'obtention d'eau de salinité voisine de celle des eaux douces naturelles à partir de l'eau de mer ou de l'eau saumâtre (GERMAIN, COLAS, ROUQUET, 1997).

 

 

II. Composition et salinité de l'eau de mer

1. Composition 

L'eau de mer est une solution complexe qui contient, tout au moins àl'état de traces, tous les élements chimiques connus. Ils se présentent soit à l'état de molécules soit à l'état d'ions (LECLERC, 1978).

 

> Voir tableau  

 

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III. Schéma général d'une installation de dessalement

Une installation de dessalement peut être schématiquement subdivisée en 4 postes (Figure 3) : 

• Une prise d'eau de mer, 

• Un poste de prétraitement, 

• L'installation de traitement proprement dite; 

• Un post-traitement. 

 

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IV. Prise d'eau de mer

La prise d'eau de mer doit permettre d'obtenir à l'entrée de l'usine de dessalement une eau de la meilleure qualité possible, en particulier du point de vue matière en suspension. Cette prise en compte de la qualité de l'eau est d'autant plus importante que le procédé de dessalement choisi sera l'osmose inverse. 

 

Selon MAUREL (2006), deux technologies peuvent être utilisées : les forages côtiers et les prises d’eau de surface:

 

• Les forages côtiers soit verticaux soit sous forme de galeries horizontales permettent d’obtenir une eau de très bonne qualité et relativement stable (turbidité, température…). Cette technique est utilisée pour les installations de faible capacité (< 40 000 m3 /j). L’inconvénient des forages côtiers est leur colmatage éventuel au cours du temps.

 

• La prise d’eau peut être faite en pleine mer. Dans le cas idéal, le captage doit être effectué en zone profonde, éloigné de la cote, protégé des pollutions et des forts courants et ne pas être sous l’influence de rejets. La prise d’eau peut aussi être réalisée au moyen d’un chenal d’alimentation. De tels systèmes permettent d’alimenter des installations de grandes capacités (> 100 000 m 3 /j). Les variations de qualité peuvent être élevées suite, par exemple, à des pollutions ponctuelles (hydrocarbures, algues...).

 

 

V. Prétraitement

Le prétraitement est l’un des principales filières dans les stations de dessalement de l’eau de mer, il évite la formation de dépôts sur les surfaces membranaires et afin de produire une eau conforme à l’alimentation des systèmes de dessalement. Il a pour but d’éliminer les matières décantables et de réduire les matières en suspension, ainsi que la turbidité (HAMOUNI, 2008).

 

 

VI. Différents procédés de dessalement de l'eau de mer

Le classement des différents procédés de dessalement peut se faire en tenant compte de la forme ou phase (vapeur, liquide, solide) sous laquelle l’eau douce est séparée des saumures (BOUZOUANE, 1985).

 

Ces procédés peuvent être classés plus précisément (BOUKEMIDJA, 2007), soit :

 

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VII. Post-traitement

Selon MAUREL (2006), en fonction de l'application de l'eau traitée, le perméat (l’eau produite par un traitement de dessalement) devrait être traité avant usage final en adoptant les étapes suivantes :

• Correction de pH

Le perméat présente un pH acide. Ce paramètre doit être ramené à une valeur comprise entre 6,5-7,5 adéquate pour les eaux potables, et aussi pour éviter la corrossion. L'ajustement du pH est réalisé par injection de la soude ou la chaux. 

 

• Post chloration 

Le perméat doit être chloré en utilisant l’hypochlorite de sodium (NaOCl) ou le chlore gazeux pour éviter toute contamination et développement biologique.

 

 

VIII. Critères pour le choix d'un procédé de dessalement

Selon BENSAADI (2004), les facteurs à prendre en compte dans le choix d’un procédé de dessalement sont de deux ordres :

Critères économiques 

• Coût de l’énergie : dépend de sa nature (énergie renouvelable, gaz, fuel) et de sa disponibilité locale (pays importateurs ou producteurs…) ;

• Coût des produits chimiques : selon qu’ils sont disponibles localement ou importés ;

• Fluctuation des monnaies : particulièrement pour les unités d’osmose inverse, provenant de manière quasi-exclusive des USA, et dont le coût dépend donc des fluctuations du dollar ;

• Conditions de financement : détails, taux d’intérêt ;

• Coût de la main d’œuvre

 

Critères techniques

• Salinité de l’eau à traiter : elle varie de 7 g/kg dans la mer baltique à 270 g/kg dans la mer morte. En général, les procédés de distillation permettent de traiter des eaux de fortes concentrations, lorsque les procédés à membrane sont généralement appliqués aux eaux saumâtres ; 

• Composition chimique de l’eau à traiter ;

• Caractéristiques physiques de l’eau (turbidité, matières en suspension…) déterminent le type de prétraitement à utiliser ;

• Salinité de l’eau produite : selon l’usage qui en sera fait, elle peut varier de 300 à 500 ppm pour l’approvisionnement en eau potable à 15-30 ppm pour l’alimentation en eau industrielle ;

• Source d’énergie disponible (gaz, pétrole, électricité, énergie renouvelable, énergie nucléaire et énergie récupérée).

 

 

IX. Problèmes rencontrés en dessalement

 

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X. Inconvénients de dessalement

D’après AKLI (2007), parmi les impacts dus à une usine de dessalement, il y a ceux qui se limitent à la phase de construction et ceux qui sont à la phase d’exploitation. Les impacts commencent avec la transformation de l’occupation du sol, puis continuent avec conséquences visuelles et des nuisances sonores pour s’étendre à des émissions dans l’atmosphère et des rejets dans l’eau donnent des dommages potentiels pour le milieu récepteur.

 

Les activités de construction et d’exploitation auront un impact sur les zones littorales, affectant notamment la qualité de l’air, la qualité de l’eau, la flore et la faune marine, la perturbation d’écosystème (dunes de sable, herbiers marins).

 

La réduction de l’oxygène dissous dans les eaux réceptrices par suite du rejet de saumure chaude et les effets nocifs pour les espèces résistantes aux sels sont caractérisés comme étant des impacts de degré moyen. La turbidité accrue et la limitation de la photosynthèse par suite de la perturbation des sables dues aux activités d’excavation et de dragage sont caractérisées comme des impacts de degré moyen. La toxicité due aux produits chimiques est caractérisée comme étant un impact de degré faible.

 

 

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