Dessalement

L’osmose inverse (OI) consiste à faire passer de l’eau sous pression au travers d’une membrane qui retient le sel et les impuretés. Les procédés de séparation membranaire sont utilisés dans les cas suivants :

• Dessalement de l’eau de mer.
• Production d’eau de procédé et d’eau potable.
• Polissage et déminéralisation de l’eau d’alimentation des chaudières et de l’eau à usage pharmaceutique.
• Rénovation et recyclage des effluents industriels et municipaux.
• Système intégré « zéro rejet liquide ».
   

Les procédés de dessalement thermique conviennent mieux pour traiter l’eau et les flux de procédés à teneur élevée en sels dissous, car la pression à appliquer dans le cas d’un système membranaire serait excessive.

Le cas échéant, l'utilisation d'une source d'énergie peu onéreuse, comme celle disponible dans les centrales de cogénération, offre l’avantage de réduire les coûts énergétiques. Une autre option consiste à utiliser des systèmes d’évaporation sous vide à basse température et à haut rendement, qui peuvent fonctionner grâce à la chaleur résiduelle et moyennant une faible consommation d’électricité.

Combinant les technologies de dessalement thermique et l’osmose inverse, les systèmes hybrides permettent, dans certains cas, d’optimiser les coûts de production d’eau.

D’après l’Association internationale de dessalement (IDA), la capacité de dessalement installée cumulée dépasse aujourd'hui les 100 millions de m3/jour. Près de 60 % du dessalement est destiné à la consommation humaine. On estime que quelque 300 millions de personnes en dépendent pour leur consommation d'eau quotidienne.
Le Koweït, par exemple, enregistre une pluviométrie moyenne de 110 mm par an et produit presque 100 % de son eau douce par dessalement.

Le soleil le fait depuis toujours... par évaporation engendrant des précipitations.
Au début des années 1900, les navires à vapeur ont été équipés d'évaporateurs en vue de produire l'eau d'appoint des chaudières. Les unités de dessalement ont d'abord été utilisées à bord, puis se sont largement développées avec la croissance des pays de l'OPEP (1970). La capacité des installations a considérablement augmenté au cours de cette période, passant de quelques centaines de mètres cubes par jour dans les années 1960 à des centaines de milliers de mètres cubes par jour pour les plus grandes usines de dessalement actuelles.

Les procédés de distillation ne sont pas sensibles à la qualité de l'eau de mer. Une filtration de 0,5 mm, une chloration et un traitement antitartre et antimousse adapté suffisent à garantir une qualité d'eau stable dans le temps, en particulier avec le procédé de distillation à effets multiples (MED) à basse température. Les bactéries et les organismes pathogènes sont généralement détruits par ces procédés. Quelques substances peuvent être transférées lors du processus de distillation, ce qui peut poser problème  lors du mélange avec la vapeur condensée, si une solution de filtration de l'eau de mer n'est pas mise en place en temps utile.

Les procédés membranaires sont plus sensibles à la qualité de l'eau de mer. Selon les conditions saisonnières, la qualité de l'eau de mer peut être influencée par les paramètres météorologiques ou par l'activité biologique. Les systèmes de prétraitement doivent donc être conçus pour supporter ces conditions et empêcher le biocolmatage, c'est-à-dire le colmatage des membranes par des bactéries.

Les usines de dessalement rejettent en mer de l'eau légèrement plus concentrée, appelée saumure. La teneur en sel de la saumure est d'environ 60 g/l contre 40 g/l pour l'eau de mer. La température de la saumure rejetée est légèrement supérieure – de quelques degrés Celsius – à celle de l'eau de mer. Cette concentration de sel et cette température en excès s'atténuent rapidement à proximité du point de rejet.

L'eau de mer est chlorée à l'entrée de l'usine pour éviter le développement d'algues et de coquillages à l'intérieur de la tuyauterie. Le chlore est dosé avec précision pour éviter qu'il reste du chlore actif en sortie de l'installation.

Les additifs antitartre et anti-mousse sont également ajoutés à l'eau de mer entrant dans l'usine, les doses étant de l'ordre de quelques grammes par tonne. Une fois qu'ils ont réagi à l'intérieur de l'installation et du fait de leur grande dilution, ils ne présentent aucun risque de pollution en sortie d'usine.

En soit, une usine de dessalement ne génère pas d'autre rejet dans l'environnement. Elle peut toutefois être combinée à une centrale électrique. Les rejets de telles installations sont contrôlés par des normes environnementales. Ces installations combinées offrent le meilleur rendement et minimisent l'impact global de la production d'eau et d'électricité sur l'environnement.