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Dimensionnement d’une station de dessalement INTRODUCTION ’image d’une planète

Dimensionnement d’une station de dessalement INTRODUCTION ’image d’une planète bleue, composée d’eau à 75 %, donne l’impression d’une ressource renouvelable et inépuisable. Pourtant, 97 % de l’hydrosphère est de l’eau salée. Les réserves d’eau douce représentent seulement 2,53 % de l’eau de la planète, dont la majeure partie est immobilisée sous forme de glace ou de neige. Seuls 0,001 % des ressources globales, environ 14 000 millions de m3 d’eau douce, sont utilisables. (L’eau pour les hommes, l’eau pour la vie. Rapport mondial sur la mise en valeur des ressources en eau. Unesco 2003.) L Ces ressources ne sont pas réparties de manière homogène dans le temps et dans l’espace : plus d’un tiers des terres correspondent à des zones arides ou semi-arides, caractérisées par une pénurie d’eau, chronique ou saisonnière. Cette inégalité géographique est accentuée non seulement par le changement climatique et la pollution mais aussi par la croissance démographique et l’augmentation du niveau de vie. Pour faire face à cette pénurie annoncée d'eau, de nouvelles techniques de production d'eau potable devront être mises en place pour satisfaire les besoins de la population croissante. Une des techniques prometteuses pour certains pays est le dessalement de l'eau de mer ou des eaux saumâtres. Les techniques de dessalement de l'eau de mer sont opérationnelles depuis de nombreuses années. Mais leur coût élevé limite souvent leur utilisation aux pays riches. Cependant dans les dernières années, la capacité des usines de dessalement s'est fortement accrue et les coûts de production par m3 ont connu une forte diminution, permettant ainsi à d’autres pays moins riches tels que la Tunisie de profiter de cette occasion afin de subvenir à ces besoins en eau. En effet, les ressources d’eau en Tunisie sont très limitées, en plus le climat est semi aride à aride et la pluviométrie est faible et très variable dans le temps et dans l’espace. Cette situation est beaucoup plus grave au sud du pays ayant essentiellement comme ressource, les eaux souterraines (42% du potentiel en eau souterraine du pays) alors que les ressources en eau de surface ne représentent que 3% ce qui a nécessité le recours à l’eau non conventionnelle moyennant le dessalement des eaux saumâtres afin de satisfaire les besoins en eau de certaines régions du sud. (DGRE, 1998). 1 Dimensionnement d’une station de dessalement Dans ce souci, la société nationale d’exploitation et de distribution des eaux (SONEDE) a commencé en 1983 l’exploitation d’une unité de dessalement des eaux saumâtres à l’archipel de Kerkennah dont la capacité est de 3300 m3/j, suivi par la mise en service en 1995 de la station de dessalement de Gabès, puis en 1999 les station de dessalement Jerba- Zarzis. Actuellement, et dans le cadre de 10ième plan, la SONEDE, et afin d’améliorer la qualité de l’eau potable desservie dans le sud tunisien, vise implanter plus de 10 stations de dessalement éparpillées sur tout le territoire sud. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce projet portant sur une étude de mise en œuvre d’une station de dessalement dans le complexe Belkhir-Menzel Lahbib (situés respectivement aux Gouvernorats de Gafsa et de Gabès). En fait, la première partie donne une idée générale sur les compositions de l’eau, le dessalement dans le monde et l’expérience tunisienne dans ce domaine, ainsi que les différentes techniques de dessalement existant sur le marché mondial. La seconde partie, contient les données de base relative à ce projet tel que la présentation de la zone d’étude, le mode d’alimentation actuel et les besoins et les ressources en eau à partir desquels on va déterminer la capacité du réservoir projeté. La troisième partie, représente respectivement une étude technico-économique de l’osmose inverse et de l’électrodialyse, ainsi qu’une comparaison entre les deux techniques d’osmose inverse et d’électrodialyse réversible tout en précisant la technique choisie comme solution pour ce projet et son impact sur l’environnement. 2 Partie I étude bibliographique Dimensionnement d’une station de dessalement CHAPITRE I : CARACTÉRISTIQUE DE L’EAU ET APERÇUE GÉNÉRALE SUR LE DESSALEMENT I. Propriété de l’eau et effet sur la santé ssurer à la population une eau de bonne qualité en quantité suffisante, préserver ou restaurer le bon état des ressources en eau et des milieux aquatiques, sont les défis à relever en ce début de siècle. A L’eau possède des propriétés physiques et chimiques uniques qui la rendent indispensable à la vie sur terre. Ainsi sous forme de vapeur d'eau dans l’atmosphère, elle forme une “couverture” qui aide à préserver la chaleur du globe : c’est l’effet de serre, assurant une température moyenne de +18°C permettant le développement et le maintien de la vie sur terre. Mais plus que tout, l’eau est indispensable au fonctionnement de tous les organismes vivants. De l'insecte le plus minuscule à l'arbre le plus gigantesque, tous ont besoin d'eau pour survivre. Elle est ainsi essentielle à la vie humaine, le corps humain étant constitué d'eau aux deux tiers. Si une personne peut se passer de nourriture pendant plus d'un mois, sans eau, c'est la mort assurée au bout de quelques jours. Á l'état pur, l'eau est incolore, insipide et inodore. Mais dans la nature, l'eau absolument pure n'existe pas, une telle eau serait de toute façon inintéressante pour la consommation. En fait, l’eau se classe parmi les meilleurs solvants qui soient. L'eau contient des matières dissoutes (sels solubles issus de l'altération des roches et du lessivage des sols, matières organiques) et des matières en suspension (dite charge solide ou turbidité: argiles, limons, matières organiques). Parmi ces éléments, certains comme les sels minéraux sont utiles pour la santé humaine mais d’autres peuvent êtres nocifs. C’est pour quoi qu’il est important que les normes applicables pour l’eau potable soient revus et mise à jour périodiquement afin qu’elles puissent refléter le savoir et les acquisitions les plus récents. Ces dernières années, la présence de contaminants dans les sources d’approvisionnement en eau ainsi que leurs effets sur la santé humaine étant bien mieux connus, il a été décédé de soumettre les normes à un examen approfondi afin de les réserver. Les recommandations pour la qualité de l’eau potable comprendront les limites de base recommandées pour divers éléments constitutifs de l’eau. Des limites ont été établies pour les substances et caractéristiques microbiologiques, biologiques, organiques et inorganiques de l’eau potable. On trouvera également les limites recommandées pour les substances et caractéristiques chimiques et physiques. 4 Dimensionnement d’une station de dessalement Les limites pour les substances liées à la santé et pour celles qui ont une signification sanitaire indirecte, c'est-à-dire celles qui affectent la saveur et l’aspect de l’eau potable. Pour ce qui est des caractéristiques basées sur la perception sensorielle humaine, le jugement est souvent subjectif. Alors que les contaminants liés à la santé ne peuvent être nocifs pour les uns sans l’être pour tout le monde, les caractéristiques organoleptiques sont soumises à des critères sociaux, économiques et d’exécution ainsi que des contraintes socio- économiques et de l’environnement locales. Certains éléments inorganiques pour les quels des limites ont été fixées sont essentielles à l’alimentation. L’idéal serait que ces éléments essentiels se situe au niveau de l’effet minimum et que celle des substances toxiques soit au- dessous du niveau de non effet, ou nulle dans le cas de substances qui ne montre pas un niveau de non effet. Un grand nombre de scientifiques estime les effets de ces substances sur la santé selon la concentration comme :  Fluorure : Pour déterminer la concentration optimale, la consommation quotidienne de fluor par individu doit être prise en considération. Celle-ci dépend de la quantité d’eau consommée, qui, à son tour dépend de la température ambiante et de pourcentage obtenu à partir de la nourriture. Dans certaines régions, une fraction importante de régime alimentaire est constituée par des denrées qui contiennent de fluor. A des concentrations dépassant 1.5 mg par litre d’eau, le fluor peut entraîner la fluorose dentaire chez quelques enfants. A des concentrations moins de 0.5 mg par litre approximativement, l’incidence de la carie dentaire sera probablement élevée. L’absorption chronique d’une eau à haute teneur en fluoroses (3-6mg) a été associée à une densité et calcification accrues des os (ostéosclérose). Des concentrations plus élevées (10 mg) peuvent provoquer une fluorose avec atteinte du squelette.  Chlorure : Le chlorure est essentiel au maintien de l’équilibre des électrolytes dans le corps. L’ingestion journalière totale conseillée de chlorure est de 250mg par jour pour les nourrissons et d’environ 650mg par jour pour les adultes. Le seuil de perception gustative de chlorure dans l’eau potable dépendra du cation associé et va de 100 à 560mg par litre, mais se situe d’ordinaire entre 200 et 300mg par litre l’ingestion d’environ 20g par jour peut provoquer une réaction toxique aigue.  Sulfate : Le seuil de perception gustative de sulfures est de 200 à 500mg par litre suivant les cations associés. On a observé un effet laxatif aux environ de 750mg par litre. Cet effet est renforcé en présence de magnésium.  Nitrate et nitrite : La préoccupation majeure quant à la présence de nitrates et de nitrites dans l’eau uploads/Geographie/ pfe-sahbi.pdf