Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Pour toute question : Service Relation Clientèle • Éditions Techniques de l’Ing

Pour toute question : Service Relation Clientèle • Éditions Techniques de l’Ingénieur • 249, rue de Crimée 75019 Paris – France par mail : infos.clients@teching.com ou au téléphone : 00 33 (0)1 53 35 20 20 DOSSIER Techniques de l’Ingénieur l’expertise technique et scientifique de référence Par : Ce dossier fait partie de la base documentaire dans le thème et dans l’univers Document délivré le Pour le compte Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Editions T.I. j2700 Dessalement de l'eau de mer Patrick DANIS Ancien Chef de projet chez Degrémont, Ingénieur ENSIA Opérations unitaires - Distillation absorption Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique Procédés chimie - bio - agro 04/07/2012 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés J 2 700 − 1 Dessalement de l’eau de mer par Patrick DANIS Ingénieur ENSIA Ancien Chef de projet chez Degrémont vant l’ouverture du canal de Suez, le voyageur en route pour les Indes affrontait une navigation périlleuse autour de l’ Afrique. Si, par malheur, une tempête jetait le navire sur certaines côtes désertiques de la Namibie, les resca- pés cherchaient désespérément de l’eau douce. Ceux qui ont survécu ont appelé cette rive la côte des squelettes. Ce point de géographie, tout à fait macabre, illustre l’immense inégalité de la répartition de l’eau douce sur les continents, 1. Eau de mer et eau potable..................................................................... J 2 700 – 2 1.1 Qualité de l’eau de mer............................................................................... — 2 1.2 Qualité de l’eau potable .............................................................................. — 3 2. Distillation à simple effet...................................................................... — 3 3. Distillation à effet multiple................................................................... — 4 3.1 Principe......................................................................................................... — 4 3.2 Choix du nombre d’effets ........................................................................... — 5 3.3 Conception d’une unité de distillation à multiple effet ............................ — 5 3.4 Fonctionnement et entretien ...................................................................... — 6 4. Compression de vapeur.......................................................................... — 6 4.1 Compression mécanique de vapeur .......................................................... — 6 4.2 Thermocompression ................................................................................... — 6 5. Distillation par détentes successives ................................................ — 7 5.1 Principe......................................................................................................... — 7 5.2 Consommation thermique.......................................................................... — 8 5.3 Paramètres de la consommation thermique spéciﬁque Y ....................... — 8 5.4 Choix de la surface d’échange des condenseurs...................................... — 8 5.5 Recyclage de la saumure ............................................................................ — 8 6. Avantages de la distillation .................................................................. — 8 6.1 Qualité de la production.............................................................................. — 8 6.2 Type d’énergie consommée ....................................................................... — 8 7 . Contraintes de la distillation................................................................ — 9 7 .1 Sélection des matériaux.............................................................................. — 9 7 .2 Gaz incondensables..................................................................................... — 9 7 .3 Prétraitement ............................................................................................... — 9 8. Osmose inverse ........................................................................................ — 10 8.1 Pression osmotique et pression de fonctionnement................................ — 10 8.2 Paramètres de fonctionnement d’une osmose inverse............................ — 11 8.3 Prétraitement de l’eau d’alimentation ....................................................... — 12 8.4 Éléments de dimensionnement d’une unité d’osmose inverse .............. — 14 8.5 Avantages et contraintes de l’osmose inverse ......................................... — 16 9. Hygiène, sécurité et environnement................................................... — 16 10. Comparaison des procédés et critères de choix ............................. — 16 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. J 2 700 A Ce document a été délivré pour le compte de 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 Ce document a été délivré pour le compte de 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 Ce document a été délivré pour le compte de 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 tiwekacontentpdf_j2700 DESSALEMENT DE L’EAU DE MER _________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. J 2 700 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés qui, par ailleurs, représente moins de 3 % de la quantité totale (eaux douces + eaux saumâtres + eaux de mer). À la surface des océans, l’eau s’évapore sous l’action du soleil, puis se con- dense et précipite sur des lieux privilégiés : c’est le cycle naturel de l’eau dont la reproduction industrielle dans le but d’obtenir de l’eau potable n’intervient qu’à partir des années 1950. Cinquante ans plus tard, la production mondiale d’eau douce à partir d’eaux saumâtres ou salées dépasse 25 × 106 m3/j. Les principaux pays producteurs sont par ordre d’importance décroissante : l’Arabie Saoudite (25 %), les États-Unis (15 %), les Émirats Arabes Unis (10 %) et le Koweït (5 %). En admettant une consommation moyenne de 250 L/(j × habitant), on évalue (de façon très approximative) la population desservie par les unités de dessale- ment à 100 millions d’habitants. De ce point de vue, l’importance de l’industrie du dessalement reste faible, mais la croissance, de l’ordre de 8 % par an (source Figaro 31/07/02), est soutenue par une demande toujours en hausse et une baisse du prix de revient de l’eau produite à partir d’eau de mer. Les deux procédés les plus répandus sont la distillation et l’osmose inverse. Après la description du principe des procédés les plus répandus, notre objectif sera d’exposer les facteurs clés du dimensionnement. Le tableau récapitulatif des avantages et des points critiques facilitera l’orientation du lecteur vers la technique la plus appropriée à son cas. Pour aller plus loin, la consultation d’un ou mieux de plusieurs constructeurs est indispensable. Ils disposent de logiciels, qui, tout en prenant en compte les derniers développements de leurs techni- ques, produisent des résultats pointus, qui facilitent l’optimisation du choix selon les critères retenus par l’utilisateur. Comme toute implantation industrielle, l’étude préliminaire d’une unité de dessalement commence par la recherche des données de base : — caractéristiques de l’eau de mer ; — besoins en eau douce actuels et futurs ; — géographie des sites envisagés : accès, localisation des consommateurs, etc. ; — énergies disponibles : électrique et/ou thermique, volume versus coût, réglementation applicable. La pertinence du résultat ﬁnal dépend évidemment de la ﬁabilité des données recueillies. 1. Eau de mer et eau potable 1.1 Qualité de l’eau de mer L ’eau de mer est la matière première de l’usine de dessalement. Chacun peut observer ses changements de température, de limpidité d’un lieu ou d’un jour à l’autre ; les écarts de salinité sont moins con- nus. Salinité, température et matières en suspension sont les para- mètres majeurs du fonctionnement d’une unité de dessalement. 1.1.1 Salinité Les salinités les plus basses se rencontrent au voisinage des pôles. La quantité de sels dissous augmente au fur et à mesure que l’on se rapproche de l’équateur. Elle peut dépasser 50 g/L dans cer- taines zones, telles que la côte Est de l’Arabie Saoudite où la chaleur et les hauts-fonds favorisent l’évaporation. Quelques valeurs moyennes de la salinité de l’eau de mer : — Océan Atlantique : 35 g/L ; — Mer Méditerranée : 38 g/L ; — Mer Rouge : 40 g/L et plus ; — Golfe Persique : 50 g/L et plus. Le lecteur pourra se reporter aux articles [K 170] Propriétés physi- ques de l’eau de mer, et [C 5 198], [C 5 199] [C 5 200] [C 5 201] Eaux de distribution. Traitements. Le laboratoire hydrographique de Copenhague a déﬁni la compo- sition « moyenne » d’une eau de type Océan Atlantique. Le tableau 1 précise la répartition des ions principaux. En dehors du chlorure de sodium qui représente 85 % de la sali- nité totale, on note la présence des ions bicarbonates, calcium et sulfates. Ces ions sont des sources potentielles d’entartrement selon les conditions de température, de concentration et de pH. Or tout procédé de dessalement implique une concentration de l’eau. Il restera donc à l’opérateur le choix de la température et du pH pour limiter sinon éviter l’entartrement des appareils. La salinité mesure la concentration en sels dissous ; elle s’exprime en g/L. Du fait que les quantités de sels dissous sont souvent très inférieures au gramme, l’unité communément utili- sée est le mg/L ou encore le p.p.m. chez les Anglo-Saxons. On notera que cette dernière unité n’est pas strictement équivalente puisqu’elle exprime des mg/kg. Ce document a été délivré pour le compte de 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 Ce document a été délivré pour le compte de 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 Ce document a été délivré pour le compte de 7200038556 - universite de la reunion sce commum documentation // 195.220.151.50 tiwekacontentpdf_j2700 _________________________________________________________________________________________________________ DESSALEMENT DE L’EAU DE MER Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés J 2 700 − 3 (0) 1.1.2 Température La température de l’eau de mer peut varier de quelques degrés sur les côtes sous inﬂuence des courants polaires jusqu’à 35 ˚C autour de la péninsule arabique. Une température élevée avantage la distillation, tout en observant que cet avantage est minime du fait que la capacité thermique mas- sique de l’eau est très faible comparée à son enthalpie (sa chaleur latente) de vaporisation. Pour l’osmose inverse le bénéﬁce est contrasté : la production uploads/Geographie/ j2700.pdf