Il n’y a pas de vie sans eau. L’évolution démographique, la manière de consommer l’eau ainsi que le réchauffement de la planète entraînent inévitablement le monde vers une pénurie d’eau douce. Cette situation est déjà présente dans certains endroits de la planète. La désalinisation est une technique prometteuse. Par osmose inversée, par distillation ou encore par électrodialyse, ces techniques de désalinisation permettent de séparer le sel de l’eau de mer pour la rendre potable. Mais comment fonctionnent-elles ? Sont-elles dépourvues d’inconvénients ? Et quel est le prix de l’eau dessalée ? Si vous voulez en savoir plus sur les techniques de désalinisation de l’eau de mer, voyez ce qui suit.
Désalinisation de l’eau de mer : un enjeu planétaire
L’eau douce est un bien dont l’humanité ne peut se passer. Mais est-ce une ressource disponible perpétuellement ?
Eau douce, une pénurie annoncée ?
La population de la planète utilise aujourd’hui 54 % des réserves d’eau douce. D’ici 2025, elle devrait passer de 7,1 milliards à 9 milliards d’habitants. Ajouté à cela le changement climatique et une augmentation indéniable de la consommation en eau par personne. Ce phénomène est lié à l’apport des progrès technologiques, l’arrivée des équipements électroménagers ou encore l’irrigation des terres.
Certaines prévisions parlent de 90 % des réserves d’eau douce utilisés d’ici 2025.
Il est alors urgent de trouver des solutions innovantes et pérennes pour éviter au plus grand nombre une pénurie d’eau dévastatrice.
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En quoi consiste la désalinisation de l’eau de mer ?
L’eau de mer contient entre 35 et 42 g de sel par litre selon les régions.
La désalinisation appelée encore dessalement ou dessalage de l’eau de mer consiste à isoler les molécules d’eau du sel et des impuretés. Ce procédé est plus coûteux qu’une recherche de sources d’eau. Mais il est indispensable dans certaines régions où l’eau douce est une denrée si rare qu’elle ne peut être disponible pour la population.
Aujourd’hui, seul 0,45 % de l’eau douce consommée dans le monde chaque jour provient de la désalinisation de l’eau de mer. Quand on sait que les océans recouvrent 71 % de la surface de la Terre, il reste une marge de progression considérable dans ce domaine.
Mais comment dessale-t-on l’eau de mer ?
Désalinisation de l’eau de mer : 2 méthodes
Plusieurs techniques de désalinisation de l’eau de mer sont disponibles ou en cours de développement. En voici deux représentatives et utilisées à l’échelle industrielle : les techniques membranaires et les techniques thermiques.
Désalinisation de l’eau de mer par des techniques membranaires
Ces techniques consistent à séparer le sel de l’eau à l’aide de membranes.
Désalinisation de l’eau de mer par osmose inverse
L’osmose inverse se passe en deux étapes.
La première consiste à filtrer l’eau de mer à travers du sable et du charbon. L’objectif est de retenir toutes les particules suspendues comme les minéraux ou les micro-algues. L’eau ainsi filtrée passe ensuite à travers une très fine membrane semi-imperméable à l’aide d’une forte pression d’environ 50 à 80 bars. Le sel quant à lui est retenu par les pores minuscules du filtre.
Avec l’osmose inverse, un litre d’eau de mer procure un litre d’eau douce et un litre d’eau saumâtre avec une haute teneur en sel. Ce dernier est reversé dans la mer. L’eau douce obtenue est reminéralisée avant d’être rendue disponible à la consommation.
Désalinisation de l’eau de mer par électrodialyse
L’électrolyse permet de séparer le sel de l’eau à l’aide d’un champ électrique.
L’appareil est composé de plusieurs compartiments (http://eduterre.ens-lyon.fr/ressources/scenario1/planetebleue/techniques_desalinisation#:~:text=Dans%20l’%C3%A9lectrodialyse%2C%20on%20intercale,d’autres%20%C3%A0%20faible%20concentration.). Ils sont séparés par des membranes semi-imperméables anioniques et cationiques placées de façon alternative.
À chaque extrémité de l’appareil se trouve une électrode : une cathode d’un côté et une anode de l’autre. Lorsque le champ électrique est en activité, les ions négatifs du sel sont attirés par l’anode. Ils peuvent traverser les membranes anioniques, mais sont arrêtés par les membranes cationiques. Pendant ce temps, les ions positifs sont attirés par la cathode. Ils sont arrêtés par les membranes anioniques et traversent sans problème les membranes cationiques.
Ce jeu de vases communicants aboutit à de l’eau fortement concentrée en sel dans certains compartiments et d’autres avec de l’eau à plus faible concentration.
Bien qu’elle soit peu gourmande en énergie, l’électrodialyse ne peut traiter que de l’eau à faible teneur en sel. Tout du moins plus faible que l’eau de mer. Elle n’est également pas adaptée à la prise en charge d’une grande quantité de liquide.
Désalinisation de l’eau de mer par distillation thermique
La distillation thermique consiste à chauffer l’eau de mer et à récupérer la vapeur d’eau dépourvue de sel. Cette dernière est ensuite condensée pour être disponible sous forme de liquide. C’est ni plus ni moins l’accélération d’un phénomène naturel.
La méthode de distillation thermique existe sous plusieurs formes : distillation à effet simple, distillation multi-effets, distillation par dépression, distillation à l’aide de four solaire ou encore distillation multiple flash.
Quelle que soit la variante utilisée, la désalinisation de l’eau de mer par distillation thermique présente deux inconvénients majeurs :
- une consommation d’énergie importante ;
- un encrassement rapide des équipements.
La distillation thermique est largement utilisée dans les pays du Golf où le pétrole est bon marché et où les sources d’eau douce sont inexistantes.
Impacts environnementaux de la désalinisation de l’eau de mer
La désalinisation présente une solution réelle pour parer à la pénurie d’eau douce. Cependant, elle n’est pas exempte d’inconvénients notamment en matière d’empreinte écologique.
- L’aspiration massive d’eau de mer capture également les micro-organismes nécessaires à la vie sous-marine et risque de modifier les flux marins.
- Le rejet d’eau très salée dans la mer contribue à la destruction des fonds marins. Lorsque l’usine de désalinisation se trouve loin de l’océan, l’eau saumâtre est rejetée dans le sol. Ce qui entraîne une modification de sa nature.
- Même si les avancées technologiques ont permis une meilleure utilisation des énergies consommées, ces dernières restent élevées.
- Le nettoyage des membranes de filtration génère des produits chimiques comme le clore.
Par ailleurs, une étude menée par des chercheurs israéliens démontre que les personnes consommant de l’eau dessalée sont plus exposées aux problèmes cardiaques que les autres. Le manque de magnésium en serait la cause.
Désalinisation de l’eau de mer : combien ça coûte ?
Le prix de l’eau dessalée dépend de la méthode utilisée. Produite par osmose inversée, elle coûte environ 1 euro le mètre cube à la sortie de l’usine. Par distillation, il faut compter 9 euros le mètre cube tandis que l’électrodialyse procure de l’eau douce autour de 3 euros le mètre cube.
Compte tenu des problèmes environnementaux qui accompagnent ces techniques, il est important de continuer à développer des méthodes pour économiser et recycler l’eau.
