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Dessalement
L’osmose est un phénomène physique lié au comportement d’un solide en tant que soluté d’une solution devant une membrane semi-perméable pour le solvant mais pas pour les solutés. Ce comportement implique une diffusion simple à travers la membrane, sans « dépense d’énergie ». Le résultat final est qu’ bien que l’eau passe de la zone de faible concentration à celle de haute concentration et vice versa, il y a un flux net plus important de molécules d’eau passant de la zone de faible concentration à celle de haute concentration.
On peut dire que l’osmose inverse fait l’inverse de l’osmose, c’est pourquoi on l’appelle osmose inverse. Il est important de noter que dans l’osmose inverse à travers la membrane semi-perméable, seule l’eau passe. Autrement dit, l’eau de la zone de haute concentration passe à celle de basse concentration.
Si la haute concentration est du sel, par exemple de l’eau de mer, en appliquant une pression, l’eau de mer passe de l’autre côté de la membrane. Seule l’eau, pas le sel. Autrement dit, l’eau a été dessalinisée par osmose inverse et peut devenir potable.
Le dessalement est un procédé par lequel le sel est éliminé de l’eau de mer ou de l’eau saumâtre. Les usines de dessalement sont des installations destinées au dessalement, généralement de l’eau de mer ou des lacs salés, dans le but d’obtenir de l’eau potable.
L’eau de mer est très salée car elle contient des sels minéraux dissous qui précipitent lorsque l’eau s’évapore. En raison de la présence de ces sels minéraux, l’eau de mer n’est pas potable pour l’homme et son ingestion en grande quantité peut entraîner la mort. 97,5 % de l’eau qui existe sur notre planète est salée et seulement moins de 1 % est propre à la consommation humaine. Rendre l’eau de mer potable est une des solutions possibles à la pénurie d’eau potable. En dessalant l’eau de mer, on obtient de l’eau douce adaptée à l’approvisionnement et à l’irrigation.
Le dessalement a plusieurs applications, dont l’approvisionnement en eau pour la consommer, pour l’agriculture, l’industrie, le développement et les loisirs. Au fil des années, plusieurs technologies de dessalement ont été développées. Deux grandes catégories prédominent : les procédés thermiques et les procédés membranaires.
DESSALEMENT THERMIQUE
Les technologies de dessalement thermique utilisent la chaleur pour faire bouillir l’eau. Le sel se sépare au moment où l’eau devient vapeur. Le système condense alors la vapeur pour produire de l’eau pure.
Le dessalement thermique est la plus ancienne des deux technologies et consomme beaucoup d’énergie. Le procédé consomme trois fois plus d’énergie que la plupart des usines d’osmose inverse (OI) et cinq fois plus que les usines Triton.
Il a été la méthode de dessalement préférée dans le Golfe. L’osmose inverse est bien plus économe en énergie que le dessalement thermique et se développe à un rythme beaucoup plus rapide.
DESSALEMENT PAR MEMBRANE (OSMOSE INVERSE)
La deuxième approche utilise une membrane pour séparer le sel de l’eau. La technologie membranaire qui prédomine est l’osmose inverse (OI) et c’est celle que Triton utilise dans ses usines.
Dans le procédé d’osmose inverse, l’eau est poussée à très haute pression à travers une membrane qui retient les sels et les produits chimiques indésirables mais laisse passer les molécules d’eau.
L’osmose inverse consomme beaucoup moins d’énergie que le procédé thermique et le coût de production d’eau par osmose inverse est généralement inférieur à celui du procédé thermique.
Oui. L’approvisionnement en eau sur la planète est resté le même pendant des milliers d’années, mais la pollution rend l’eau de plus en plus impropre à la consommation. Dans le même temps, le changement climatique réduit notre approvisionnement en eau douce en raison de la fonte permanente des glaces et les aquifères souterrains, que nous utilisons depuis longtemps, s’épuisent. Ajoutez à cela l’explosion démographique et nous nous retrouvons avec une demande en eau douce que nos réservoirs actuels ne peuvent fournir. Le problème ira s’empirant avec l’accroissement de la population.
Le dessalement est-il bon pour l’environnement ? Il peut l’être, s’il est bien fait.
Le développement de toute infrastructure pour l’alimentation en eau a des implications négatives sur l’environnement. En ce qui concerne le dessalement, les deux principaux enjeux sont la consommation d’énergie et l’évacuation de la saumure.
CONSOMMATION D’ÉNERGIE
Il faut de l’énergie pour dessaler l’eau. Les équipements Triton fonctionnent avec moins d’énergie que n’importe quel autre équipement de dessalement sur le marché.
Les équipements traditionnels de dessalement utilisent 15 kWh par m3 d’eau (264 gallons) produite. Triton a réduit la consommation d’énergie de ses équipements à moins de 3 kWh/m3. Soit une réduction de 80 %. Une usine Triton peut produire un mètre cube d’eau douce avec la même quantité d’énergie qu’il faut pour allumer une ampoule de 100 Watts pendant 30 heures.
Comment ? Nos équipements utilisent la technologie de l’osmose inverse (OI) qui n’a besoin que d’un tiers à un cinquième de l’énergie nécessaire aux équipements de dessalement thermique. Nous réalisons constamment des progrès technologiques qui permettent de réduire la consommation d’énergie de nos équipements. Par exemple, l’ajout de l’échangeur de pression (1999) qui a baissé la consommation de 66 % et du dispositif iSave (2008) qui a encore diminué la consommation de 20 % supplémentaires.
REJETS DE SAUMURE
Nos usines compactes ne représentent qu’une fraction de la taille des usines de dessalement industriel traditionnelles. Et parce que nos usines sont installées aux endroits où elles sont nécessaires, elles sont réparties sur une superficie beaucoup plus vaste. Elles libèrent donc beaucoup moins de saumure dispersée sur un espace largement supérieur. Par exemple, le rejet journalier maximal de saumure d’une usine Triton est de 3 000 m3 (par rapport aux 40 000 ou plus d’une installation industrielle).
Les usines de désalinisation de Triton utilisent l’osmose inverse à haute pression pour éliminer le sel de l’eau de mer :
Dans l’osmose inverse, l’eau de mer passe à travers une membrane qui bloque les sels et les substances chimiques indésirables, mais permet le passage des molécules d’eau.
Le sel précipite dans un flux fortement concentré de saumure à une pression élevée.
Un échangeur de pression (un système de récupération d’énergie) utilise la haute pression de la saumure sortante pour augmenter la pression de l’eau de mer entrante.
Le résultat est une réduction spectaculaire de l’énergie nécessaire pour désaliniser l’eau.
Les usines Triton peuvent être assemblées de manière compacte dans un conteneur maritime standard ou à l’intérieur d’une salle des machines à partir d’éléments préassemblés.
Les installations compactes sont soumises à des tests en atelier avant d’être envoyées au client, donc une fois le conteneur arrivé, l’installation ne prend que 2 à 3 jours, il suffit de connecter l’unité à:
– Alimentation (eau de mer ou saumâtre)
– Système d’évacuation des eaux du produit
– Système d’évacuation concentrés
– Alimentation électrique
Les usines assemblées dans la salle des machines sont livrées préassemblées en différents composants, leur installation prend entre 1 et 2 semaines.
Après l’installation, des tests en continu sont menés afin de s’assurer que l’usine fonctionne correctement. L’usine est ensuite accréditée et le programme d’exploitation et de maintenance est mis en place.
Toutes les usines Triton sont équipées d’un système de surveillance à distance qui permet à Triton de savoir quand effectuer la maintenance préventive (et garantir un bon fonctionnement sans interruption).
L’eau est lourde (environ 1kg par litre – 8 livres par gallon) et il faut beaucoup d’énergie pour la transporter sur de longues distances et à de hautes altitudes (sans compter le coût des infrastructures nécessaires). Si le dessalement peut être plus consommateur d’énergie que les procédés de traitement de l’eau traditionnels, il ne nécessite en revanche aucun transport. Il peut répondre à la demande exactement là où elle est.