La nouvelle usine de dessalement de Djederia, qui doit approvisionner le dispensaire de ce petit village, va fonctionner selon une technique jamais vue encore, élaborée par le professeur Joachim Koschikiwdki. Il s’agit d’utiliser l’énergie solaire pour filtrer l’eau de mer à travers une membrane de distillation en décomposant la molécule d’eau.
Ce projet de 7 millions d’euros, appelé Mediras (Membrane Distillation In Reote Areas) qui permettra de fournir plus de 200 litres d’eau par jour a mis en lien de très nombreux acteurs financiers et universitaires.
C’est ainsi que se côtoient côté finances : l’important soutien logistique du Ministère de la Santé Publique, l’aide financière de la communauté européenne, le Rotary Club Les Berges du Lac, ainsi que des sociétés tunisiennes : Sines et Solar23, spécialisées dans l’énergie solaire. De plus, pour réussir une telle prouesse technologique, de nombreux chercheurs et universités ont mis leurs compétences en commun : l’université de Palerme, l’institut technologique des Canaries, l’université de Calabre, sans oublier des chercheurs industriels allemands.
L’innovation de ce procédé donne l’occasion d’organiser des journées d’études autour des énergies renouvelables en compagnie des plus grands chercheurs de la planète.
Les énergies renouvelables ont déjà été utilisées pour dessaler l’eau de mer, notamment l’énergie éolienne.
Tandis que la capitale indonésienne s'enfonce chaque année de 25 à 30 centimètres en raison de la surexploitation des nappes phréatiques, un hydrogéologue de l'institut technique de Bandung, Lambok M Hutasoit, a une solution : le dessalement d'eau de la mer à grande échelle, lit-on dans le quotidien Kompas. Une étude de son laboratoire montre que, déjà à la fin des années 1990, seuls 5 % des puits artésiens de Jakarta possédaient un permis de forage. Aujourd'hui, l'entreprise Pembangunan Jaya Ancol est en train de développer une centrale capable de traiter 5 000 mètres cubes d'eau de mer par jour pour un coût de 9 000 roupies [80 centimes d'euro] le mètre cube, soit un tarif moins élevé que l'eau douce vendue aujourd'hui aux industries de Jakarta entre 12 000 et 15 000 roupies le mètre cube.
Figure de proue en ce qui concerne les solutions pour permettre l’accés à l’eau de tous, le dessalement n’en finit pas d’être étudié, discuté, amélioré… C’est ainsi que les 18 et 19 mai derniers, s’est tenue à Rabat, la conférence internationale sur le dessalement couplé à l’énergie solaire organisée par l’Office National de l’eau, avec l’aide de l’Observatoire méditerranéen de l’énergie. En effet, si le dessalement est montré par tous comme le meilleur moyen d’améliorer les ressources en eau potable, il n’en demeure pas moins que le coût de l’énergie nécessaire à la production reste élevé. Afin de contourner cette contrainte, le Maroc se penche de plus en plus sur des projets d’usines qui fonctionneraient à l’énergie solaire, le pays, étant bien pourvu dans ce domaine ! Depuis de nombreuses années, le Maroc utilise la technologie du dessalement pour satisfaire les besoins en eau potable de la population, notamment des régions les plus arides comme Boujdour, Lâayoune, Tan tan… La possibilité d’allier le solaire et le dessalement devrait permettre d’accroitre de façon significative la production d’eau potable. Lors de ces journées scientifiques, où étaient présents plus de 150 participants de nationalités diverses, plusieurs études en cours ont été présentées et discutées. Le responsable de la direction technique à l’Onep, Saïd Berrada, a ainsi pu exposé le projet de l’usine de dessalement fonctionnant, à terme, à l’énergie solaire. Comme il l’indique, « La région de Tan Tan a été choisie comme projet pilote pour le Maroc». Il s’agit de la construction d’une usine pouvant produire jusqu’à 9 000 m3 d’eau potable par jour qui serait fonctionnelle début 2012. Le tout se ferait en deux phase : la première où l’usine fonctionnerait à l’énergie électrique, puis, dans un deuxième temps, l’énergie solaire viendrait petit à petit se greffer.
La méthode de Sparrow et Zoschi est complètement différente des techniques classiques de dessalement sont la distillation multi-effets et l'osmose inverse. . Elle consiste en premier lieu à créer une solution hypersaline (à 20%) par simple évaporation solaire (ou en récupèrant de la chaleur industrielle). Puis, à faire migrer (gradient de concentration) de part et d'autre les ions sodium (Na+) et les ions chlorures (Cl-) vers de l'eau de mer standard (à 3,5%), ceci grâce à un matériaux à base de polystyrène spécifique. D'un coté, on obtient une solution qui s'enrichie en charges positives, de l'autre en charges négatives. Ces solutions sont connectées à une autre solution d'eau de mer. Du fait du gradient électrique créé, la solution positive attire les ions chlorures et la solution négative attire les ions sodium. L'eau de mer devient ainsi de l'eau potable.
La consommation énergétique est 3,7 fois moins importante qu'avec les techniques traditionnelles (1 kWh pour 1000 litres contre 3,7 kWh avec les autres techniques ; à noter que la limite minimale théorique est de 0,563 kWh).
Devant une crise d’eau certaine qui commence à se faire sentir à travers le monde, en plus des contraintes économiques pour un développement durable, des solutions appropriées nécessitent d’être élaborées afin de se préparer à faire face à ce défi qui menace l’existence même de l’homme. Les pays du sud, qui disposent parfois de ressources hydriques salines considérables et d’un potentiel solaire tout aussi important, doivent utiliser les techniques de dessalement, dont la fiabilité n’est plus à démontrer, en les associant à des sources d’énergies renouvelables. Cette solution constitue un moyen d'avenir pour produire de l’eau potable. Nous nous intéressons aujourd'hui au potentiel de synergie entre le solaire et les différents procédés de dessalement.
Les procédés de dessalement se répartissent en deux grandes catégories; d’une part les procédés à distillation (qui nécessitent un changement de phase, évaporation/condensation ) et d’autre part les procédés à membranes ( filtration ).
1. Procédés à distillation
Pour leur fonctionnement, les procédés à distillation nécessitent pour la grande part de l’énergie thermique pour assurer le chauffage de l’eau salée. Pour l’eau de mer, par exemple, 100 à 50 thermies par m3 d’eau produite suivant le rendement de l’installation. De plus cette énergie thermique doit être fournie à un niveau de température relativement faible, entre 120 et 60 °C suivant la technologie adoptée. La source de chaleur peut être fournie, dans la cas d’un accouplement solaire, par des capteurs solaires plans ou à concentration. Les procédés les plus utilisés et qui sont susceptibles d’être accouplés à une source d’énergie solaire sont : - La distillation solaire direct à effet de serre qui constitue un procédé proprement solaire.
- Les procédés à distillation classique tel le procédé à Multi-stage flash, à multiple-effets, à compression de vapeur.
La distillation solaire directe à effet de serre
Ce procédé consiste à chauffer de l’eau directement par le rayonnement solaire dans une enceinte fermée recouverte de vitrage. La vapeur produite, qui se condense sur le vitrage plus froid et légèrement incliné, est recueille sous forme de condensât dans des gouttières. Le principe est très simple, fiable et ne nécessite aucun entretien. Mais son rendement est relativement faible, 4 à 5 litres/jours.m2. Ils existent cependant deux types de fabrications de distillateurs, ces derniers peuvent être construit soit :
- Sous forme de produit modulable, il s’agit généralement d’un bac (plastic, tôle, bois... ) isolé inférieurement et recouvert d’un vitrage supérieurement. Plusieurs distillateurs peuvent être alimentés simultanément pour former une unité de distillation. Le nombre de distillateurs dépend de la capacité d’eau produite désirée. Ce modèle est utilisé seulement de très petites capacités, plusieurs dizaines de litres par jours. Il est pratique quand les besoins en eau distillée ne sont pas très importants (laboratoire d’analyse, parc auto ...). Ils existent cependant plusieurs variantes, on peut citer le distillateur plan, en cascade, à mèche, à multiple effets, sphérique... etc.
- Quand les besoins sont plus importants, plusieurs centaines de litres/jour, les distillateurs sont construit en maçonnerie/béton sous de grands bassins vitrés. La surface dépend de la quantité d’eau distillée voulue. Un certain nombre d’applications sont effectuées généralement dans les zones rurales où les surfaces au sol sont disponibles. L’analyse théorique est basée sur le bilan thermique du distillateur qui permet de déterminer son rendement en fonction des différents paramètres.
La distillation à détentes successives ou multi-stage flash (MSF)
Ce procédé, généralement rentable seulement pour de grandes capacités de production (plusieurs centaines de milliers de m3), est très peu souple et nécessite une durée de mise en régime inadéquat pour une application solaire.
La distillation par compression de vapeur
C’est un procédé qui comporte une série d’évaporateurs, ses performances sont cependant améliorées en recyclant la vapeur issue du dernier effet (au niveau thermique le plus bas) en la comprimant pour ensuite l’utiliser comme vapeur de chauffe au premier effet. Ce procédé peut utiliser de l’énergie solaire comme source de chaleur, mais nécessite une énergie supplémentaire pour assurer la compression de vapeur. Celle-ci s’effectue soit avec un compresseur mécanique (compression mécanique) ou un éjecteur de vapeur (thermocompression).
La distillation par multiple effets
Dans cette catégorie, on distingue deux de procédés : les uns utilisent des tubes verticaux, les autres des tubes horizontaux. L’avantage revient aux tubes horizontaux pour une puissance de pompage moindre et un coefficient global d’échange thermique plus important. Ce procède consiste à un ensemble d’effets successives où la vapeur produite dans un effet est utilisée pour chauffer l’eau de l’effet suivant en s’y condensant, l’apport thermique initial est fourni à l’effet de tête (bouilleur). De part sa simplicité et sa souplesse de fonctionnement, ce procédé est le mieux disposé à s’adapter à l’énergie solaire. Cette adaptation peut se faire :
· soit avec des capteurs solaires plans pour les petites unités allant jusqu’à plusieurs m3/jour.
· soit avec des capteurs à concentration pour des capacités plus importantes. Un stockage thermique est souvent utilisé, sous forme de réserve d’eau chaude, pour permettre d’avoir une certaine autonomie de fonctionnement en régime permanent ou intermittent.
2. Procédés à filtration
Les principaux procédés à membranes utilisés dans le domaine du dessalement sont l’électrodialyse et l’osmose inverse.
L’électrodialyse
Ce procédé nécessite, pour son fonctionnement, l’application d’un champ électrique entre une cathode et une anode pour permettre la migration des ions (positifs et négatifs) à travers les membranes. C’est un grand consommateur d’énergie, ce qui rend son application solaire possible seulement pour les eaux saumâtres de très faible salinité.
L’osmose inverse
Le principe de ce procédé consiste à faire passer, sous l’effet d’une pression, de l’eau pure à travers une membrane semi-perméable qui a la caractéristique de retenir les sels dissous dans l’eau. Donc on a besoin de l’énergie nécessaire à alimenter une pompe haute pression, ce qui peut être fourni de façon économique (pour les petites installations par un générateur photovoltaïque ou un aérogénérateur. Un certain nombre d’installation sont en fonctionnement à travers le monde, et les résultats obtenus à travers les différentes études et expérimentations rendent son application très encourageante.
L'hiver australien est trompeur dans l'État de Victoria. Le long de la route reliant Melbourne à la petite ville de Wonthaggi, les vaches paissent paisiblement dans de longues prairies verdoyantes gorgées d'eau. La température ne doit pas dépasser les 10 degrés. Succession rapide de phases nuageuses et d'ensoleillement, le ciel pourrait aussi bien coiffer un paysage lunaire du nord de l'Écosse. Pourtant, c'est bien dans ce bourg collé à l'océan qu'est en train de sortir de terre la deuxième plus grande usine de dessalement d'eau de mer au monde.
En quelques années, la problématique de l'accès à l'eau s'est en effet imposée au sommet de l'agenda des responsables politiques australiens. Alarmé par plusieurs années de sécheresse consécutives, généralement attribuées au réchauffement climatique, devant composer avec une croissance rapide de sa population, le pays a engagé une série d'initiatives destinées à sécuriser l'accès de ses citoyens à la rare ressource. L'Australie s'active sur différents fronts. Depuis plusieurs années, les gouvernements locaux encouragent, contraignent parfois, leurs administrés à une utilisation plus raisonnée de la ressource. Les Australiens utilisent en effet en moyenne 260 litres par jour et par personne, soit 100 litres de plus qu'un Français. Le pays s'est ainsi fixé un objectif de réduction de 15 % des volumes d'eau utilisés d'ici à 2030. A cet horizon, le pays compte également recycler 30 % de cette eau, essentiellement pour des usages industriels et agricoles. Mais l'évolution la plus spectaculaire concerne aujourd'hui le dessalement d'eau de mer. Hormis le Moyen-Orient, aucune région du monde n'a engagé de projets aussi importants en la matière. Pionnière, Perth a été la première ville à se doter de capacités de dessalement à grande échelle, avec une production de 140 millions de litres par jour, soit un sixième des besoins de l'agglomération. Puisée à 150 mètres de l'usine, en proche banlieue de la ville, l'eau subit un premier filtrage ainsi qu'un pré-traitement chimique. Elle est ensuite envoyée à haute pression - 60 bars - à travers un ensemble de membranes où se produit une réaction d'osmose inverse. La moitié des volumes y est débarrassée de son sel - et de ses minéraux, qu'il faudra rajouter lors de la dernière étape du traitement. L'autre moitié, qui contient une concentration en sel deux fois plus élevée que l'eau de mer, est rejetée entre 300 et 500 mètres du bord. À partir de 50 mètres des zones de rejets de ces saumures, le différentiel de salinité avec l'eau normale est de moins de 2 %, assure Keith Cadee, de Water Corporation, l'entreprise d'eau locale. Quelques dizaines de mètres plus loin, il devient inexistant, poursuit-il, rappelant la tutelle sourcilleuse de l'agence de protection de l'environnement australienne sur ce sujet. Perth a par ailleurs instauré une règle largement suivie par les autres villes. Les importants besoins en énergie des usines de dessalement sont compensés par la construction d'infrastructures d'énergies renouvelables produisant l'équivalent de leur consommation. Aujourd'hui, Perth a pris goût à l'eau dessalée. Une deuxième usine, confiée à des groupes espagnols, est déjà en cours de construction. Mais la ville a depuis été imitée par toutes les autres métropoles australiennes. La production d'eau dessalée devrait plus que sextupler entre 2008 et 2017 pour atteindre 4,2 millions de mètres cube, selon le cabinet de conseil Global Water Intelligence. « On peut imaginer qu'à terme, un verre d'eau bu sur trois en Australie proviendra d'eau dessalée ou réutilisée », estime Rémi Lantier, le patron de Degrémont, la filiale d'ingénierie de Suez Environnement. Depuis le début de l'année, Veolia produit 250.000 mètres cubes par jour à Sydney, une capacité permettant de subvenir aux besoins de 15 % de la population de la ville. Brisbane devrait bientôt lancer un appel d'offres. A Adelaide, l'espagnol Acciona est en train de doubler la capacité de son usine, pour la faire passer à 300.000 mètres cubes quotidiens. Melbourne, où le taux de remplissage des réservoirs de la ville a sa place réservée en première page des journaux, a vu plus grand encore que ses homologues. C'est une usine de 450.000 mètres cubes par jour qui se construit. Sur le site, à Wonthaggi, la future unité de dessalement n'est encore qu'un squelette métallique. Le tunnelier, qui repose au fond d'une profonde excavation, s'apprête à percer la cavité qui ira aspirer l'eau via un tuyau de 4 mètres de diamètre, à la vitesse de 0,54 mètres par seconde. Le long de la route, posés sur le sol, les tronçons du double pipeline de 84 km qui reliera l'usine à Melbourne n'attendent que d'être ensevelis. Si les délais sont tenus, l'usine pourra dès décembre 2011 couvrir un tiers des besoins de la ville, pour un investissement global de 3,5 milliards de dollars australiens (2,42 milliards d'euros). L'énergie consommée - 146 Megawatt par jour - sera elle aussi compensée avec la construction d'une ferme éolienne.
Guo Qigang, responsable de la centrale électrique Beijinang de Tianjin, ville située au Nord de la Chine, annonçait il y a peu que la ville allait bientôt être approvisionnée en eau de mer dessalée pour son usage domestique afin de combattre la pénurie d'eau que connaît la ville.
Etant le meneur du projet, il explique ainsi que la première phase de ce programme, qui est le plus important que le pays n’ait jamais entrepris dans ce domaine du dessalement, est maintenant achevée. La quantité d’eau qui est actuellement dessalée et soumise à de nombreux tests de qualité est estimée à 100 000 tonnes par jour.
La deuxième étape du projet devrait être achevé d'ici décembre de l'année prochaine, ce qui amènerait la production d’eau potable à un volume total de dessalement de 200.000 tonnes par jour, soit un quart de la consommation d'eau de la ville.
Tianjin est l’une des villes les plus touchée par la pénurie d'eau en Chine. Il a lancé plusieurs projets visant à détourner l'eau du fleuve Jaune et du fleuve Luanhe pour approvisionner la ville, mais son quota par habitant se situe à seulement 370 mètres cubes, ce qui est trop bas par rapport au niveau d'avertissement reconnu internationalement de 1.000 mètres cubes.
Lors d’un séminaire, Sang Guowei, un académicien de l'Académie chinoise d'ingénierie a affirmé que le dessalement de l'eau était une mesure efficace pour pallier la pénurie d’eau en Chine. En effet, plus de 400 des 600 villes chinoises manquent d'eau.
Le 18 mars dernier, la Tunisie et le Japon on signé un accord qui s’inscrit dans le cadre de la coopération financière des programmes pour l’environnement et le changement climatique.
Il s’agit d’une aide de 1 milliard de yens (environ 8 millions d’euros) qui servira à financer le grand projet de dessalement des eaux de Ben Guerdane.
Cette opération de grande envergure permettra outre de garantir les apports en eau pour les dizaines d’années à venir, d’améliorer la qualité et l’accès à l’eau potable de plus de 60 000 personnes.
La première usine de dessalement d'eau du Royaume-Uni, destinée à garantir l'approvisionnement en eau de Londres en cas de sécheresse, a été inaugurée en présence du prince Philip, époux de la reine Elizabeth d'Angleterre.
L'usine, située à Beckton, un quartier dans l'est de l'agglomération londonienne, pourra produire jusqu'à 150 millions de litres d'eau potable par jour, à partir d'eau saumâtre puisée juste à côté dans la Tamise.
Cette production permettra de couvrir les besoins d'un million de personnes ou de 400.000 foyers, selon le groupe de distribution et de traitement d'eau qui dessert Londres.
Cependant, cette infrastructure ne sera utilisée à pleine capacité qu'en cas de sécheresse et permettra de garantir la capitale britannique contre toute rupture de l'approvisionnement en eau.
Cette usine a été installée afin de pouvoir faire face à toutes éventualités alors que la consommation des foyers londoniens ne cesse d’augmenter et que la pluviométrie ne permet pas de compenser. D’après certains spécialistes Londres recevrait d’ailleurs moins d'eau que des villes comme Rome ou Dallas, et même deux fois moins que Sydney.
Un expert de l’eau Gérard Payen, conseiller pour l'eau du secrétaire général de l'ONU et président d'Aquafed, a répondu aux internautes lors d’un tchat Green Business de La Tribune sur les principaux enjeux de l’eau.
Bonjour et bienvenue sur le "tchat". Aujourd'hui nous avons le plaisir d'accueillir Gérard Payen, Conseiller pour l'eau du Secrétaire général de l'ONU et président d'Aquafed, qui répondra à toutes vos questions. Bonjour, je suis très content de pouvoir discuter des nombreux enjeux liés à la gestion de l'eau avec les internautes de La Tribune.
Eric : Toutes les ressources rares ont un prix de marché (pétrole, ...). L'air a également un prix, via la tonne de CO2, fixé sur un marché. Chacun réfléchit désormais à donner un prix à la biodiversité. Faut-il alors, demain, donner un prix à l'eau, fixé sur un marché international, comme n'importe quel matière première, pour éviter les gaspillages ? L'eau est disponible en quantité à peu près fixe chaque année en un endroit donné. L'agriculture, l'industrie, les populations en sont les principaux utilisateurs. Ce qui est important, c'est de répartir la ressource de façon équitable entre ces différents usages. C'est typiquement le rôle des autorités politiques. Elles peuvent utiliser des incitations économiques dans certains secteurs mais la gestion d'ensemble relève du politique et ne peut pas être traitée par le marché.
Histoire : Est-il exact que depuis la création de la terre, la quantité d'eau n'a pas bougé (l'univers ne nous envoie pas et la terre n'en envoie pas vers l'espace). Dans ce cas, le problème est-il celui de la démographie - bientôt, il n'y aura plus assez d'eau pour tout le monde - ou de sa mauvais utilisation (manque de dépollution...) ? Je crois effectivement que la quantité de molécules H2O sur la Terre est stable. Vous avez tout à fait raison de mentionner l'impact de la croissance démographique. Ceci étant, la Terre contient énormément d'eau dans les océans. Seule une petite partie est transformée en eau douce et seule une petite partie de cette eau douce est utilisée par l'homme. Il est donc possible de mobiliser davantage les quantités d'eau disponibles, par exemple en construisant des barrages qui permettent de stocker l'eau de la saison humide pour l'utiliser en saison sèche. Autre exemple, les eaux usées sont une ressource très importante à même d'être réutilisée de nombreuses fois. La croissance démographique génère une croissance des consommations mais les populations, les villes en général, n'utilisent que 10 à 15 % de l'eau douce utilisée par l'homme. L'essentiel, 70 %, est utilisé par l'agriculture en irrigation. Par conséquent, dans les endroits où l'eau devient rare, c'est l'agriculture qui est en première ligne.
Germain : Ne va-t-on pas se trouver de plus en plus confrontés à des conflits d'usage de l'eau, y compris concernant l'énergie ? Tout à fait. L'eau douce est en quantité renouvelée chaque année mais les usages agricoles, industriels et citadins augmentent partout dans le monde. De ce fait, les tensions sur la ressource en eau augmentent ; on parle de croissance des pénuries hydriques et cela occasionne des concurrences entre les différents utilisateurs. L'énergie est un très gros consommateur. Près de 60 % de l'eau douce pompée en France sert à la production d'énergie électrique. Mais cette eau est réutilisable en aval et en pratique largement réutilisée.
Almir : L'eau va-t-elle devenir un bien aussi précieux que le pétrole ? L'eau est essentielle à la vie. Nous avons tous besoin d'eau chaque jour. Elle a donc une grande valeur pour chacun d'entre nous. Par contre, il n'y a aucune similitude entre l'eau et le pétrole. Le pétrole existe en quantité limitée, épuisable. L'eau douce est renouvelée chaque année. Par ailleurs, l'eau douce est réutilisable après usage, ce qui se fait de plus en plus dans le monde. Le pétrole a une valeur économique élevée, ce qui permet de le transporter sur de longues distances et il y a un marché du pétrole. L'eau a une valeur économique faible. C'est d'ailleurs probablement le produit le moins cher à la tonne, ce qui fait qu'il est économiquement très coûteux de le transporter. L'eau est un produit local réutilisable qui ne se vend pas sur un marché.
Janice : Pourquoi ne parle-t-on pas plus de cette question dans les médias et les instances internationales ? L'existence de ce tchat montre qu'on en parle un peu dans les medias, mais sans doute pas en traitant tous les enjeux de l'eau en fonction de leur importance respective. Par exemple, en France, on parle beaucoup des questions de ressource en eau, alors que la France est un pays qui n'en manque pas. A l'inverse, on parle très peu de la problématique de l'accès à l'eau potable qui concerne des milliards d'individus et qui est un sujet bien différent. Au niveau international, le progrès est notable. Il y a maintenant régulièrement des conférences interministérielles sur l'eau et même les chefs d'Etats commencent à discuter des problèmes liés à l'eau. Il y a 2 ans, tous les chefs d'Etats asiatiques se sont réunis au Japon puis pour la première fois l'ensemble des chefs d'Etats africains a travaillé sur la question de l'eau et adopté une déclaration politique au niveau de l'Union africaine. En avril prochain, de nombreux gouvernements se réunissent à Washington pour discuter des modalités de l'aide internationale en matière d'eau. Sur le fond, la nouveauté c'est que les Etats au niveau des Nations Unies ne se préoccupent plus uniquement de ressource en eau et d'accès à l'eau mais commencent à vouloir travailler ensemble sur la gestion des eaux usées. Ils ont fait une déclaration en ce sens à Istanbul en mars de l'année dernière.
Alo : Y a t-il déjà eu des guerres de l'eau ? Si oui lesquelles et où ? L'histoire ne fournit pas d'exemple de guerres pour l'eau, même si les conflits liés à l'eau ont été nombreux. Pour l'avenir, ce qui me paraît important c'est comme on l'a vu tout à l'heure la croissance des tensions liées à l'augmentation des consommations de l'eau. Ces tensions créent des conflits locaux nombreux qui peuvent dans certains cas atteindre l'ensemble d'un bassin géographique, c'est-à-dire l'ensemble des utilisateurs de la même ressource en eau. Il y aura probablement dans l'avenir de nombreux conflits locaux. il est peu probable qu'ils dépassent les frontières.
Valdec : Quelle est la position de l'ONU sur cette question ? Les Nations Unies travaillent avec leurs membres, les Etats, sur tous les enjeux liés à l'eau. En matière de gestion des ressources partagées entre plusieurs Etats, ce qu'on appelle aussi les eaux transfrontalières, une convention internationale a été discutée et adoptée depuis de nombreuses années. L'enjeu est sa ratification par un nombre suffisant d'états pour qu'elle entre en vigueur. La France souhaite la ratifier, le processus est en cours au niveau du Parlement.
Saxon : Comment réguler ce marché de l'eau ? Comme dit précédemment, l'eau est un bien utilisé, réutilisé, qui sauf exception, ne se vend pas sur un marché. Il y a des marchés liés à l'eau. Par exemple, les eaux minérales ou encore celui des pompes hydrauliques ou des services de distribution d'eau potable. Mais l'eau elle-même, est un bien commun qui ne se vend pas sur un marché.
Moïse : Pourquoi dépense-t-on autant pour rendre l'eau qui coule au robinet à la fois potable et d'un goût agréable alors qu'on en boit très peu ? Ne pourrait-on pas faire des économies en distinguant eau de boisson et de cuisine et eau destinées à des usages non alimentaire ? Le service public de l'eau consiste à satisfaire les différents besoins par le moyen d'une organisation optimisée permettant de bénéficier d'effets d'échelle pour un coût collectif minimal. Les usages domestiques sont nombreux: boisson, lessive, hygiène, cuisine, arrosage, etc. Avoir un système de distribution pour chaque usage serait très coûteux. La réponse la plus courante dans les pays comme la France est d'avoir des réseaux qui distribuent de l'eau pour tous les besoins de la population et pour les activités économiques peu exigeantes et d'avoir des installations spécialisées pour les fabrications industrielles qui ont des besoins particuliers (eau ultra pure pour la fabrication de microprocesseurs). Avoir deux réseaux de distribution en ville serait très coûteux car dans le coût de l'eau les infrastructures ont une place plus importante que le coût de purification. A Paris, il y a deux réseaux. L'un distribue l'eau de la Seine après filtration pour des usages non domestiques. Son intérêt économique est en débat, les budgets nécessaires à son entretien sont difficiles à mobiliser.
Louis-Armand : Trouvez-vous logique de payer deux fois le recyclage de l'eau : station d'épuration et usine de traitement de l'eau potable. Ne pourrait-on pas imaginer des sites qui traitent les eaux usées et les réintègrent directement dans le circuit d'eau potable ? Cela existe, ou presque. A Singapour, des usines dépolluent les eaux usées avec de nombreux étages de traitement de ces eaux. L'eau purifiée est envoyée d'une part à des utilisateurs industriels et d'autre part au réseau d'eau potable. C'est techniquement possible et c'est certainement quelque chose qui va se développer, même si la réutilisation des eaux usées, pour des raisons économiques, cible en priorité l'irrigation agricole, comme cela se fait dans une grande partie du Moyen Orient. Ceci étant, on ne paye pas une fois ou deux fois. Le coût du traitement de l'eau correspond à celui de la succession de plusieurs étages de traitement. Il en faut plusieurs pour enlever la pollution des eaux usées de façon à rejeter une eau acceptable par les écosystèmes. Il en faut d'autres pour passer de cette eau à une eau désinfectée propre à la consommation humaine. Les coûts de traitement s'ajoutent donc. Le progrès est dans l'innovation technologique qui permet de réduire les coûts unitaires.
Colbat : Pensez-vous que l'eau sera la prochaine source de tensions géopolitiques après l'énergie? Redoutez-vous de futures guerres de l'eau ? Est-il possible de mettre en place une juridiction internationale pour empêcher l'exploitation abusive des fleuves en amont qui pourrait nuire à des pays voisins situés en aval ? Autrement dit, peut-on envisager une juridiction proche de celle des détroits pour les fleuves ? L'eau douce étant par nature une ressource locale partagée au niveau du bassin géographique, c'est d'abord entre les pays qui partagent une même ressource qu'il faut trouver des voies de coopération et de partage équitable. En France, nous avons une expérience très réussie de gestion des ressources en eau par bassin hydrographique. Au niveau international, c'est une voie de progrès manifeste. De plus en plus d'organisations interétatiques existent pour gérer les ressources communes. Je pourrais citer par exemple des organisations des pays riverains du Niger, du Sénégal, du Nil, du Mékong etc. Pour le Niger par exemple, le dialogue qu'a permis la création de l'organisation de coopération a été perçue comme bénéfique aussi bien aux pays amont qu'aux pays aval.
Sandrine : Doit-on plus compter sur la réutilisation des eaux usées ou le dessalement de l'eau e mer ? A-t-on espoir de faire baisser la consommation d'énergie de ces solutions (notamment la désalinisation) ? Réutilisation des eaux usées, dessalement d'eau de mer sont deux ressources en eau importantes. Leur coût respectif et leur intérêt dépendent des situations locales. De façon générale, la réutilisation des eaux usées est moins chère mais elle nécessite de pouvoir contrôler la qualité des eaux usées pour éviter des toxiques gênants. Le dessalement d'eau de mer est en forte croissance dans le monde mais bien sûr à proximité des côtes. Dessaler l'eau de mer a un coût qui baisse régulièrement grâce au progrès technologique mais ce coût serait plus que doublé s'il fallait pomper l'eau dessalée dans des territoires situés loin du niveau de la mer. Les deux cas montrent qu'il n'y a pas de fatalité avec les ressources en eau. Les tensions liées à la croissance des consommations peuvent être résolues dans le cadre de politiques de gestion de l'eau.
Ernesto : Comment le secteur privé pour aider à atteindre les Objectifs du Millénaire et le manque d'eau dans les pays sous-développés ? Les entreprises privées agissent sur demande et suivant les instructions des autorités publiques. Elles participent au développement de l'accès à l'eau potable dans de nombreux pays en développement. Ces entreprises sont de toutes tailles, locales ou étrangères. Bien qu'elles n'alimentent en eau qu'environ 3 à 4 % de la population des pays en développement, elles y contribuent de façon significative aux objectifs du Millénaire. Ainsi, en moins de 10 ans ont-elles apporté l'eau potable à 25 millions de personnes, majoritairement pauvres, dans des villes où la population qui bénéficiait auparavant du service public était de 50 millions de personnes. Un tel développement de 50 % est spectaculaire. Développer l'accès à l'eau potable pour tous est un enjeu qui concerne environ 4 milliards de personnes. Personnellement, je crois que c'est possible et que cela vaut la peine d'associer tous ceux et celles qui peuvent y contribuer dans des projets ambitieux.
Merci Gérard Payen. Le mot de la fin ? Merci pour ces questions. Il y a 4 enjeux principaux pour l'eau dans le monde : les tensions croissantes sur les ressources en eau, l'accès universel à l'eau potable et à l'assainissement, la gestion des eaux usées et les catastrophes liées à l'eau. Chacun perçoit cela avec des sensibilités différentes. Il est important que l'opinion publique et les politiques publiques prennent en considération ces 4 sujets de façon équilibrée. Source : latribune.fr
D'ici à 2011, Chypre espère pouvoir répondre à tous ses besoins en eau grâce notamment à ses deux nouvelles usines de dessalement qui viennent d’être terminées. Chypre qui avait également mis en place un système de transfert d’eau par bateau à été confrontée aux questions de la préservation de la qualité de l’eau ainsi transportée ainsi qu’en attestent les problèmes sanitaires et d’évaporation auxquels l’ile a été confrontée. Actuellement, les ressources en eau de Chypre sont estimées à 650 m3 par habitant et par an alors que l'Agence européenne de l'environnement évalue à 500 m3 par habitant et par an le seuil de pénurie d'eau. La demande totale de l'eau en République de Chypre est d’environ 90 millions de m³ par an, ce qui correspond à environ 140 litres par personne et par jour. «Une des priorités du gouvernement est de libérer l'approvisionnement en eau de sa dépendance de la pluviométrie», a déclaré Aegli Pantelaki, du ministère de l'Agriculture. Fin 2011, cet objectif devrait été atteint avec la mise en action de quatre unités de dessalement d'ici là. La production totale de toutes ces usines prévoit la production de 262.000 m³ d'eau douce par jour. Actuellement, les besoins des consommateurs de Chypre est d’environ 246.575 m³ par jour. Selon Giorgos Petrocostas, du ministère de l'Agriculture, on estime que les quatre installations devraient répondre aux besoins en eau de l’île jusqu'en 2018.
Les travaux de l’usine de dessalement de Ténès, en Espagne avancent à grand pas. La direction vient en effet de lancer le raccordement de la station avec les réseaux de distribution d’eau des grandes agglomérations et des localités proches. La demande de visa permettant de mettre en place la conduite principale reliant la station à la ville de Chlef tout en desservant la dizaine de communes qu’elle traverserait, est en cours auprès de la commission nationale des marchés publics et devrait probablement être acceptée dans les prochaines semaines, selon un cadre de la direction de l’Hydraulique. La direction de l’usine et les autorités locales se sont engagés à mettre en service la station avant l’été 2011. Cela permettra de fournir 200 000 m3 d’eau potable en provenance de la mer et de satisfaire ainsi les besoins des habitants de toute la région. Source : http://www.elwatan.com/Station-de-dessalement-de-Tenes,152468
La capitale de l’état du Victoria (Australie) se prépare à réceptionner la plus grande usine de dessalement d’eau de mer d’Australie. Le dessalement constitue une partie de la réponse à la sècheresse que traverse le continent depuis maintenant une dizaine d’année et au besoin en eau croissant des habitants.
Située à 80 km de Melbourne sur le détroit de Bass, (au sud de l’Australie), le projet d’usine de dessalement d’eau de mer par osmose inverse, mené par l’Etat du Victoria, permettra de répondre à près d’un tiers des besoins en eau des 4 millions d’habitants de l’agglomération de Melbourne, dès la fin de l’année 2011. C’est l’entreprise française Degrémont qui a été chargée de la conception et de la construction. Cette usine de dessalement sera capable de produire jusqu’à 450 000 m3 d’eau potable /jour. Cette eau sera ensuite acheminée jjusqu’à Melbourne via un réseau de plus de 80 km. Un autre acteur français participera à ce projet puisque l’entreprise Carbone Lorraine, vient d’être sélectionnée pour fournir les filtres nécessaires à la future usine pour fonctionner. .
A terme, une ligne de traitement supplémentaire est envisagée pour assurer une augmentation de la capacité de production d’eau potable à 600 000 m3/jour. « L’usine sera totalement intégrée dans son environnement et préservera le milieu naturel par la création d’un espace écologique et la réduction de l’impact environnemental », d’après Suez Environnement. Parmi les aménagements prévus : « une toiture végétale et un important programme de végétalisation et de protection de la faune locale ». L’énergie nécessaire à la production et à la livraison de l’eau potable sera également renouvelable à 100% et proviendra notamment d’un nouveau parc éolien construit dans le Victoria.
Nous en avons parlé dès les jours qui on suivi la catastrophe en Haïti sur ce blog : après la recherche des disparus dans les décombres, la première urgence était l'approvisionnement en eau des rescapés, faute de quoi une autre catastrophe, sanitaire, était à craindre. Il y a une semaine, un premier hélicoptère chargé d'environ 700 litres d'eau dessalée a décollé à destination de Haïti.
Une manne providentielle près de six jours après le tremblement de terre qui a ravagé la région de Port-au-Prince et provoqué une terrible pénurie d'eau et de nourriture pour des centaines de milliers de personnes.
L'immense navire est équipé de quatre unités de dessalement. A bord, l'eau de mer est séparée de son sel par distillation. Grâce à l'énergie produite par ses réacteurs nucléaires, l'eau est chauffée jusqu'à évaporation et la vapeur d'eau condensée est récupérée en refroidissant.
Selon le capitaine Bill McKinley, officier responsable du réacteur nucléaire du navire, "nos quatre unités de distillation peuvent produire chacune 100.000 gallons (378.000 litres) d'eau douce par jour. Nous en avons besoin pour le navire", parfois en mer pendant des semaines, entre autres pour l'alimenter en eau potable.
D'après le capitaine, "actuellement nous produisons un excédent quotidien de 100.000 à 150.000 gallons par rapport à nos besoins", qui pourraient être distribués aux sinistrés de Port-au-Prince souffrant de la soif, de la faim et menacés de catastrophe sanitaire.
La production ne pose pas de problème, c'est le conditionnement de l'eau qui a retardé son acheminement. Sur le pont du Carl Vinson lundi finalement, l'équipage a commencé à remplir des centaines de bidons à l'aide d'une rangée de robinets installés spécialement.
Quelque 84.000 bidons de 5 gallons (d'une capacité totale de près de 1,6 million de litres) ont été commandés sur la base navale américaine de Guantanamo, à Cuba, pour être envoyés par avion sur le navire de guerre.
Le porte-avion américain ne sera pas seul à mobiliser ses capacités de production pour fournir Haïti en eau douce. Attendu lundi à Port-au-Prince, le navire-amphibie Bataan, fort d'un équipage de 2.200 Marines, transporte à son bord quatre unités de purification de l'eau.
Le précieux liquide arrivera-t-il à se frayer un chemin jusqu'à la côte haïtienne ?
"Les limites résident dans le nombre de conteneurs disponibles et dans notre capacité à les transporter" sur la terre ferme à l'aide d'hélicoptères, prévient le capitaine McKinley.
De l'eau de mer et des installations. L'Océarium du Croisic présentait toutes les qualités pour tester grandeur nature la nouvelle machine de dessalement d'eau de mer de la société 3MW. Même s'il n'a aucun besoin particulier en eau douce. « Quand l'entreprise qui est d'Angers m'a contacté, ça m'a intéressé », explique Stéphane Auffret, directeur de l'Océarium qui a toujours été sensible aux énergies renouvelables et au développement durable. « En 1980, on a mis des panneaux solaires sur notre premier aquarium et on chauffait l'eau pour tous nos poissons », rappelle-t-il.
Pendant trois mois, les techniciens de 3MW ont pu observer le fonctionnement réel de leur machine. Un démonstrateur d'une capacité de 40 litres par jour a été installé au Croisic. La technologie utilisée reproduit le cycle naturel de l'eau : évaporation de l'eau de mer, diffusion de l'eau dans l'air puis condensation de la vapeur d'eau et production d'eau douce. Il a fallu 10 ans de recherche et développement pour mettre au point cette nouvelle machine.
Son atout : son faible besoin en énergie (200 W d'énergie par m3 d'eau dessalée). « Cette technologie consomme 20 fois moins d'énergie que les techniques actuellement disponibles », assure 3MW. Et la machine peut ne fonctionner qu'avec l'énergie solaire. Autre avantage puisqu'elle est destinée à des pays comme les Comores, l'Égypte, l'Inde ou l'Île Maurice. Pour 1 m3 d'eau de mer, l'échangeur produit 500 litres d'eau douce et 500 litres d'eau de mer concentrée. L'eau de mer concentrée est ensuite remise en mer.
Ses concepteurs ont voulu que leur machine puisse s'adapter aussi bien aux petits volumes (particuliers, hôtels, dispensaires, petites communautés) qu'aux grandes capacités (alimentation en eau potable des villes, besoin de l'industrie). L'échangeur est donc relativement compact : 2m3 pour 10m3 d'eau douce par jour, ce qui veut dire qu'une usine d'une capacité de 100 000 m3 par jour occuperait 2 ha.
L'Océarium devrait bientôt recevoir une machine plus puissante, également pour des tests. La société 3MW pense lancer sa production en juin 2010 et effectuer sa première livraison en novembre prochain. Et n'est pas peu fière de proposer une réponse à un enjeu de première importance au niveau mondial, celui de la production d'eau douce pour usage domestique et agricole.
Infos-eau vous propose, à l'occasion des fêtes de fin d'année, de revivre les posts les plus chauds publiés en 2009 : ici un article sur le dessalement de l'eau de mer.
De ce fait, le dessalement de l’eau de mer est devenu une technologie très importante dans le développement de l’accès à l’eau car il représente une véritable opportunité pour aider à la résolution de la crise. Avant de voir les évolutions actuelles et futures de ce marché ainsi que les critiques dont il est l’objet, il est nécessaire de comprendre en quoi consiste le dessalement d’un point de vue technique.
La distillation et le dessalement par osmose inverse, dont nous avons déjà parlé dans nos posts du 5 juin dernier et du 10 août, sont les deux procédés les plus courants, bien qu’il existe d’autres procédés tels que le système flash utilisé au Moyen Orient ou l’électrolyse.
Le phénomène d’osmose inverse est actuellement le plus utilisé puisqu’il représente à peu près 60% des installations. Il correspond au transfert d’un fluide (eau) à travers une membrane semi-perméable sous l’action d’une différence de concentration. Dans l’osmose classique, l’eau passe de la solution diluée vers la solution concentrée ; dans l’osmose inverse, qui se déclenche grâce à une augmentation de la pression appliquée à la solution au-delà d’un certain seuil, l’eau passe de la solution concentrée vers la solution diluée.
Par la suite, l’eau subit un prétraitement visant à éliminer toutes les particules de dimension supérieure à 10 micromètres ; il s’agit d’une pré-filtration puis d’une filtration sur sable. Cela permet d’enlever les particules en suspension les plus grosses. Un traitement biocide et une acidification permettent en outre d’empêcher le développement de microorganisme. Enfin, une filtration sur cartouche permet d’éliminer les particules qui ont échappé à la filtration sur sable.
L’eau de mer est alors injectée à l’aide d’une pompe à haute pression dans un module d’osmose inverse dans lequel se trouvent des membranes. Les molécules sont retenues d’un côté de la membrane, ce qui augmente la concentration de l’eau et nécessite une pression plus importante. La solution salée est balayée par un flux d’eau continu. Ainsi, on obtient une eau filtrée de manière extrêmement fine. Pour limiter la consommation d’énergie, il est possible d’aménager un circuit permettant de récupérer une partie de l’énergie liée à la pression.
La filtration permet de supprimer 99% des sels minéraux et organiques. Une eau de mer concentrée à 35.000 ppm peut ainsi ressortir selon l’effort de pression réalisé sur la membrane Ol, à moins de 200 ppm. Le seuil de potabilité des eaux distribuées en réseau est généralement admis à 500 ppm. L’eau peut ensuite être reminéralisée, ajustée en Ph ou subir des post-traitements UV, osmose, ou une légère chloration afin d’être déclarée comme potable.
Ces deux derniers exemples prouvent l’engouement et le dynamisme de la région méditerranéenne pour ce procédé étant donné qu’elle souffre de plus en plus de la sécheresse. Vu le coût d’investissement élevé de ce type d’installations (il varie, pour des capacités allant de 10 000 à 100 000m3/j, d'environ 2000 à 2700 euros par m3/j.), les pays riches qui rencontrent des problèmes d’approvisionnement en eau sont de plus en plus nombreux à y avoir recours, en particuliers les pays du Golfe qui profitent de la manne financière de l’exploitation pétrolière. Il est possible de citer comme exemple le Qatar et le projet de Ras Laffan C qui sera la plus grande installation de production d'électricité et de dessalement d'eau de mer du pays, avec une production quotidienne de 2.730 MW d'électricité et de 286.000 m3/jour d'eau dessalée. Elle devrait être mise en service en avril 2011, avec une première phase de production d'électricité et d'eau dès le mois de mai 2010.
La multiplication des usines de dessalement par osmose inverse témoigne de sa fiabilité en tant que pilier des solutions aux difficultés d’approvisionnement en eau des pays .
L'ONG y rappelle notamment que les 1200 usines de dessalement du monde consomment beaucoup d'énergie et par conséquent émettent des gaz à effet de serre. Elle s’alarme donc d’un développement anarchique de cette technologie. Toujours selon elle, pour chaque litre d’eau dessalé, c’est un litre de saumure qui est rejetée à la mer. Même s’il est difficile de connaître l’impact réel de ces rejets, les premières études réalisées sur le sujet semblent montrer qu’il est faible (les fleuves rejettent aussi à la mer de nombreux minéraux). Jamie Pittock, directeur du programme eau douce du WWF note que la technique de l'osmose inverse utilisée pour le dessalement pourrait être une solution intéressante pour ces populations, selon lui. Elle a notamment été employée avec succès en Inde pour enlever certains contaminants dangereux présents dans l'eau potable. De son point de vue, « les usines de dessalement doivent être construites seulement lorsqu'elles se sont avérées être la solution la plus efficace et la moins préjudiciable pour compléter l'approvisionnement en eau, à la suite d'un processus d'évaluation approfondi et transparent de toutes les solutions de rechange et leurs impacts environnementaux, économiques et sociaux. » Il semble cependant que pour une fois les industriels et les écologistes se soient compris si l’on considère les nombreux projets de recherche qui sont en court chez les industriels du secteur afin de limiter la consommation énergétique, de trouver des débouchés aux résidus salins, mais également d’augmenter la quantité d’eau potable produite.
Le plus grand défi de l’industrie sera d’augmenter son efficacité énergétique plus rapidement que le coût de production d’électricité à base d’énergies fossiles, tout en développant les techniques minimisant l'impact des rejets.
L'Algérie, en matière d'accès et de traitement de l'eau, revient de très loin. Géographiquement, tout d'abord, avec une hauteur moyenne annuelle des précipitations de l'ordre de 423 mm, le pays fait partie de ce croissant nord-africain où le manque et la rareté des pluies ont considérablement pénalisé la politique hydraulique depuis l'indépendance, du moins tant que celle-ci est restée axée sur la mobilisation de ces ressources naturelles par voie de captage (barrages, retenues, etc). L'Algérie présente en effet un climat semi-aride qui se caractérise par une forte irrégularité pluviométrique, ce qui donne sur le plan des régimes hydrologiques une extrême irrégularité saisonnière et interannuelle des écoulements qui est accentuée par de longues périodes de sécheresse, des crues violentes et rapides, et une érosion intense avec des transports solides importants.
Par ailleurs, la prise de conscience politique du caractère nodal de la question de l'eau pour le développement a été relativement tardive, faute de moyens d'une part, et du fait des troubles qui accaparaient l'attention d'autre part. Jusque dans les année 90, 50% de l’eau potable se perdait dans un réseau archaïque voire en état de délabrement, tant les fuites étaient considérables. Il y a eu des moments où les Algériens ne disposaient d’eau qu’une fois par semaine. Paradoxalement, les rues étaient inondées par les fuites de conduites. Les robinets défectueux dans les institutions publiques (écoles, administration, hôpitaux...) étaient monnaie courante. Et même si le robinet était en bon état, l’eau coulait à perte... Cette négligence a amené le pays à ne disposer que de quelques mois de réserve d’eau potable, et à se retrouver au bord d'une crise hydrique paralysant l'ensemble de l'économie.
Pourtant, l'Algérie dispose de deux ressources décisives, l'une en eau douce, l'autre en eau salée. La première est constituée par la nappe albienne, très profonde (plusieurs centaines de mètres), immense (elle recouvre tout le Sahara central jusqu'en Libye), et qui semble presque inépuisable – de fait, la nappe albienne est l’une des plus grandes sources d’eau potable de la planète. La juste utilisation de cette nappe, qui n'est pas renouvelable, pour l'irrigation et les besoins industriels (nucléaires notamment), sera un facteur déterminant du développement de l'intérieur du pays. La seconde est constituée par le front de mer de centaines de kilomètres, où se concentre la majeure partie des agglomérations : dès le courant des années 1990, l'Algérie a compris que le salut lui viendrait des infrastructures de dessalement qu'elle saurait mettre en place, et a engagé un programme massif d'équipement.
Des milliards de dollars ont donc été injecté dans la technologie du dessalement, avec des résultats déjà parlants : jusqu'à cette année, la plus grosse usine de dessalement du monde était par exemple construite dans la région d’Oran. Avec une capacité de 500.000 mètres cubes par jour, elle fournit de l’eau potable à près de 5 millions d’habitants. 15 autres stations de dessalement doivent être achevées en 2010 pour l'approvisionnement en eau potable des agglomérations urbaines, couvrant ainsi près de 10% des besoins en eau potable de l'ensemble du pays. Et l’Algérie entend construire au moins 33 stations d’ici à 2019, selon les prévisions officielles.
Par ailleurs, même si un travail considérable reste à faire, le réseau est en voie de rénovation à un rythme accéléré, et les principales agglomérations ne souffrent désormais plus que de coupures intermittentes.
Selon le 22ème GWI/IDA Worldwide Desalting Plant Inventory, grâce aux 700 unités de dessalement construites à travers le monde au cours de cette année, la capacité mondiale atteint pour la première fois les 60 millions de mètres cubes par jour. Signe de l'accélération, les capacités de production ont augmenté de + de 10% sur la seule année 2009, et de presque 30% depuis 2007, affirme un rapport présenté au congrès mondial de l'International Desalination Association, le 8 novembre à Dubai. La demande, traditionnellement tirée par les pays du Moyen-Orient, mais aussi le pourtour méditerranéen, trouve un second souffle dans les mégapoles de Chine et d'Inde. 250 usines sont en construction actuellement, pour un potentiel de traitement journalier supérieur à 9 millions de mètres cubes.
Issue de la rencontre entre eau douce et eau salée, l'énergie osmotique connue depuis les années 1970 revient sur le devant de la scène avec le lancement d'un premier prototype industriel en Norvège.
« L'énergie osmotique peut être mise en œuvre partout où un fleuve se jette à la mer », résume Stein Erik Skilhagen, responsable du projet énergie osmotique chez Statkraft. Cette société norvégienne spécialisée dans les énergies renouvelables inaugurera fin novembre le premier prototype au monde de centrale osmotique, à une soixantaine de kilomètres d'Oslo. Sa puissance initiale sera entre 2 et 4 kilowatts. D'ici deux ou trois ans, avec des composants plus performants, Statkraft espère bien atteindre 10 kilowatts, soit l'équivalent de la consommation électrique d'un foyer. Une installation certes modeste, mais une étape indispensable pour valider cette nouvelle technologie, connue depuis plus de trente ans, mais encore jamais testée à cette échelle.
« Nous finançons des recherches sur l'énergie osmotique depuis 1997, raconte Stein Erik Skilhagen. Ce prototype nous permettra de tester les solutions retenues et de poursuivre les développements. Notre objectif est de construire en 2015 une première centrale pilote commerciale de 25 MW », soit la consommation électrique d'environ 10.000 foyers.
L'industriel mise sur le développement de cette énergie renouvelable, dont le potentiel, selon ses estimations, n'est pas négligeable : 1.700 térawattheure par an (TWh/an) dans le monde, 200 TWh/an en Europe soit environ 6 % de la consommation annuelle européenne. En Norvège, Statkraft espère pouvoir produire 10 % de la consommation d'énergie nationale. L'énergie osmotique est même une des énergies marines les plus concentrées, avec l'énergie des vagues. Et, contrairement à d'autres énergies renouvelables, comme le solaire ou l'éolien, sa production est constante, tant que la mer est salée et que des fleuves s'y jettent.
Comment est produite l'électricité osmotique ? Tout simplement en exploitant le fait que la nature aime l'équilibre, en l'occurrence ici de salinité. L'astuce découverte en 1973 par un chercheur américain, Sydney Loeb, est de séparer deux réservoirs distincts, l'un d'eau douce, l'autre d'eau salée, par une membrane semi-perméable, qui laisse passer l'eau mais pas les molécules de sel. Résultat : pour équilibrer les concentrations salines, la solution salée « pompe » naturellement l'eau douce par osmose. Presque toute l'eau douce traverse ainsi la membrane. « Le réservoir d'eau salée étant maintenu plein et à pression constante, explique Stein Erik Skilhagen, ce flux d'eau y augmente la pression. »Selon les ingénieurs de Statkraft, la pression optimale serait de 13 bars, l'équivalent de la pression exercée par une colonne d'eau de 120 mètres de haut. Cette pression crée un courant régulier permettant de faire tourner une turbine et de produire de l'électricité. « Environ un tiers de cette eau part vers la turbine, puis est rejeté en mer, le reste est utilisé pouréquilibrer la pression du réservoir d'eau salée », ajoute Stein Erik Skilhagen.
Sur le papier, la technologie est convaincante. D'ailleurs le phénomène inverse (osmose inverse) est devenu la règle pour les dernières générations d'usines de dessalement : en mettant l'eau salée sous pression (ce qui consomme beaucoup d'énergie), on la force à traverser la membrane. L'eau passe, le sel reste. Pourquoi le dessalement par osmose inverse s'est-il développé et pas l'énergie osmotique ? « Les besoins en eau ont toujours été plus sensibles que les besoins en énergie », répond Gérard Pourcelly, directeur de l'Institut européen des membranes (IEM).
Depuis une dizaine d'années, la donne énergétique a changé. Il reste néanmoins deux verrous technologiques de taille pour que l'énergie osmotique soit rentable. En premier lieu, les membranes. Inspirées de celles utilisées pour le dessalement de l'eau de mer, dont les coûts ont diminué d'un facteur 5 en vingt ans, elles sont agencées sous forme de mille-feuilles cylindriques. Ces parois compactes nanoperforées sont en acétate de cellulose ou en polyamide composite. « La membrane idéale doit empêcher le sel de passer, mais permettre un flux d'eau conséquent, sans toutefois se déchirer », résume Gérard Pourcelly. Un compromis difficile à atteindre. Le second verrou concerne l'épuration des eaux prélevées, pour éviter le colmatage des membranes : limon, plancton et micro-organismes doivent être filtrés au préalable. « Notre prototype actuel comporte 2.000 m2 de membranes spiralées dont on devrait récupérer 3 watts par mètre carré (W/m2), précise Stein Erik Skilhagen. Pour être rentable, il faudrait atteindre 5W/m2. » Cette énergie serait alors à portée de main, aux embouchures de fleuve.
L’Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa) vient d’éditer un rapport présentant la marche à suivre pour monter un dossier de demande d’autorisation d’installation d’unités de dessalement de l’eau de mer en France. Celui-ci intervient après que deux projets ont été soumis pour autorisation. A l’occasion de la publication de ce rapport, l’agence a souligné « la nécessité d’élaborer des lignes directrices ou des principes directeurs, afin de faciliter la constitution et l’expertise des dossiers »,. L’Afssa estime en effet que le recours à de l’eau de mer ou à de l’eau saumâtre pourrait se développer en France. Les experts de l’Afssa ont donc précisé ce que doit contenir un dossier, notamment l’état des ressources en eau disponibles et leur évolution, les mesures mises en œuvre pour contribuer aux économies d’eau, ainsi que l’étude de l’impact de l’implantation de l’unité de dessalement sur les ressources en eau douce. Le rapport présente également les protocoles prévus pour informer la population sur la qualité de l’eau résultant de l’installation d’une telle unité.
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