Pesiculture

ent. Il représente une ressource alternative qui apporte des réponses aux besoins en eau à court et à long terme» Antoine Frérot

Président de Veolia EAU

Sommaire

Page 1 I Un enjeu statégique par Antoine Frérot I Le saviez-vous ? I Infos clés I Les objectifs de la Recherche Page 2 I Ce qu’il faut savoir sur… Page 3 I Zoom sur les programmes de Recherche et de Développement Page 4 I Pour en savoir plus… I Fiche technique vidéo I Contact

Aristote

Les objectifs de la Recherche

Orienté essentiellement sur le procédé d’osmose inverse, l’objectif des recherches de Veolia Environnement est d’optimiser les conditions de fonctionnement de l’installation de dessalement par procédé membranaire. La recherche s’opère notamment dans deux directions : I le prétraitement de l’eau de mer pour limiter le colmatage des membranes à l’aval I la réduction des dépenses en énergie pour réduire le coût du dessalement et améliorer le bilan environnemental. Michel Dutang

Directeur de la Recherche, du Développement et de la Technologie de Veolia Environnement.

« La Recherche et Développement de Veolia Environnement travaille à faire du dessalement une solution alternative d’avenir accessible au plus grand nombre tant au niveau technologique qu’économique. »

Le dessalement de l’eau de mer

Ce qu’il faut savoir sur…

L’eau de mer est un bien inépuisable, mais elle contient 1000 fois plus de sel que la limite fixée par l’OMS pour pouvoir être consommée.

Qu’est-ce qu’une membrane ?

La membrane est constituée d’une surface plane dont la perméabilité est sélective. Son objectif principal est d’éliminer le sel. Elle assure également la rétention des composants indésirables dans l’eau (micro algues, bactéries, certains virus, microorganismes, micropolluants), supprime la turbidité (eaux troubles), limite les sous-produits de désinfection et permet la production d’une eau épurée. Dans le cas de l’osmose inverse, l’élimination des éléments physico-chimiques et biologiques indésirables est quasiment totale.

Les techniques de dessalement de l’eau de mer les plus utilisées

La distillation ou dessalement thermique. L'eau de mer est chauffée jusqu'à évaporation. Seules les molécules d’eau s’échappent, laissant en dépôt les sels et les autres substances. La vapeur d’eau est condensée pour obtenir de l'eau douce. Le dessalement par rapport à une filière de traitement d’eau de rivière : L’osmose inverse ou dessalement membranaire : l'eau de mer est filtrée sous pression à travers une membrane. Les sels et les micro-organismes sont retenus par cette dernière. Ce procédé nécessite toutefois un traitement de l’eau en amont. Aujourd'hui ces deux techniques se partagent sensiblement à égalité le marché mondial. Entre 1990 et 2001, le procédé d’osmose inverse est passé de 40 à 53% de part de marché, Les recherches de Veolia sont orientées vers l’osmose inverse dont les prévisions de part de marché sont de 70% (contre 20% pour le thermique et 10% pour les autres méthodes) d’ici l’horizon 2020. L’ensemble des caractéristiques de l’eau de mer à dessaler est à prendre en compte dans le choix et les paramètres de fonctionnement des procédés pour maîtriser les aspects de corrosion, de dépôts et les coûts.

Pièce d ’écartement

Concentrat Sortie perméat Concentrat Alimentation au travers de l’écarteur Membranes Ecarteur du canal d ’alimentation Le perméat est drainé en spirale vers le collecteur

Les +

I I I I

Qu’est-ce que l’osmose inverse ?

L'osmose est un principe naturel. Si deux solutions aqueuses ayant une concentration saline différente, sont séparées par une membrane, l'eau passe spontanément de la solution la moins concentrée en sel à la plus concentrée. L’osmose inverse est basée sur le principe opposé. Elle consiste à appliquer à cette eau salée une pression importante, qui nécessite une consommation énergétique élevée, pour la faire passer à travers une membrane. Au terme de l’opération, seules les molécules d’eau traversent la membrane, fournissant ainsi de l’eau douce.

I Solution alternative au manque

d’eau Moins de réactifs chimiques Moins de production de boues Moins de coût de génie civil Qualité constante de l’eau traitée

Les –

I Consommateur de beaucoup I Coût encore élevé I Volume d’eau produit insuffisant I Perturbation du milieu marin par

d’énergie

par rapport à l’eau de mer traitée prélèvements et rejets d’eau très salée

• Module spiralé

Tube collecteur perforé

Membrane

Membrane

Alimentation

Pression

Eau de mer

H2O

Eau pure + eau de mer filtrée Eau de mer

H2O

Description d’un module spiralé d’osmose inverse.

Eau pure

OSMOSE

OSMOSE INVERSE

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Le dessalement de l’eau de mer

Pilote de filtration à Perth (Australie).

Zoom sur les programmes de Recherche et de Développement

La Recherche & Développement de Veolia Environnement travaille essentiellement sur la définition de la filière de traitement, notamment le prétraitement de l’eau pour réduire les dépenses en énergie.

Recherches sur le prétraitement

Des travaux sont actuellement en cours à Toulon au Cap Sicié. L’objectif de l’étude est d’optimiser les performances des procédés de filtration pour le prétraitement de l’eau de mer. Ces essais permettront de connaître avec précision l’impact de différents paramètres sur la qualité de l’eau prétraitée (vitesse de filtration, hauteur de couche de matériaux filtrants…). Des essais ont également eu lieu (entre février et août 2004) sur le site d’Abu d’Abhi, en Arabie Saoudite, dans le cadre d’un projet industriel. L’étude pilote a permis de démontrer l’efficacité et la robustesse des solutions de prétraitement sélectionnées. Ces procédés aboutissent à de très bons résultats car ils permettent d’éliminer 90 à 99% des particules solides et la quasitotalité des micro-organismes.

Recherche sur les membranes

Filière de prétraitement d’un pilote de dessalement à Tawellah (Emirats Arabes Unis).

La membrane est le point clef des installations par osmose inverse. Son remplacement représente 5% du coût de traitement. Or la séparation membranaire (ou osmose) possède un talon d’Achille : le colmatage de la membrane. L'objectif du Centre d’Expertise Membrane (ARAMIS), créé en 2004 à Anjou Recherche (centre de recherche sur l’eau de Veolia Environnement) est d’identifier les matières responsables du colmatage et de préconiser les solutions de traitements efficaces et pérennes (prétraitement et cycles de nettoyage adaptés). Une thèse avec l’Université de Poitiers et l’Institut océanographique de Banyuls a notamment pour but d’identifier les composés susceptibles de colmater les membranes d’osmose inverse.

Colmatage des membranes Le dépôt de matières entraîne la formation d’une couche à la surface de la membrane ce qui a pour conséquence de réduire le débit de filtration et donc les performances de l’opération. Le colmatage est responsable dans trois quarts des cas du vieillissement de la membrane.

Avantages des procédés à membranes

(pour la production d’eau potable à partir de l’eau de mer) Avant tout, ils permettent de diminuer par 3 ou 4, les consommations énergétiques par rapport au dessalement thermique. Toutefois, les chercheurs de Veolia Environnement travaillent à améliorer certains points : I gérer les résidus (concentrat) pour améliorer le bilan environnemental, I augmenter le rendement : le volume d’eau pompée est 2 à 3 fois supérieure au volume d’eau potable produite par le dessalement, I maîtriser les phénomènes de colmatage, I réduire les coûts de fonctionnement.

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