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Introduction • Les deux tiers de notre planète sont couverts d’eaux (1.400.000.

Introduction • Les deux tiers de notre planète sont couverts d’eaux (1.400.000.000 Km³, cependant les 97,5 % de ces eaux sont des eaux salines (océans + mers) et uniquement 2,5% (soit 35.000.000 Km³) sont des eaux douces. • Les 86% de ces eaux douces (30.000.000 Km³) sont des glaciers et 14 % (soit 5.000.000 Km³) constituent les lacs, fleuves et eaux souterraines). Cette capacité représente 0,35 % du total des eaux de la planète. • On estime à 12.000 Km³ par année les ressources qui sont disponibles et/ou mobilisables pour les besoins de l’humanité (l’agriculture consomme environ 80% de ces ressources en eaux et les 20% restants sont utilisés pour l’industrie et la consommation humaine). Ces ressources, inégalement réparties à travers les régions du monde, resteraient constantes (limitées ) si on les préserve contre la pollution, alors que les besoins en eau sollicités par l’humanité sont sans cesse croissants, en raison de la croissance démographique. En adoptant les taux de croissance actuels, les deux tiers de la population mondiale manqueront d’eau en 2025. Il convient donc de rationaliser le mode de gestion actuelle de ces ressources en eaux et ce par la mise en place de ce qui suit : • Techniques d’irrigation appropriées (action prioritaire); • La réutilisation des eaux épurées, résultant du traitement des eaux usées (industrielles ou domestiques ) à des fins agricoles; • Techniques de dessalement d’eau de mer performantes et acceptables en termes de coûts, car l’eau de mer constitue une ressource inépuisable. Analyse eau de mer • PH =7,25 • Température =22 °C • Turbidité =0,48 NTU • Oxygène dissous =7,6 mg/l • Conductivité = 50100 microsiemens/cm Paramètre Concentration (mg/l) Cl- 20200 HCO3- 150 SO4-- 3000 NO2- + NO3- 1,22 SiO2-- 4,6 F- 0,76 CO3-- 0 Total anions 23357 Na+ 14200 K+ 290 Ca++ 448 Mg++ 1300 Fe++ 0,03 NH4+ 0,03 Sr++ 0 Ba++ 0,011 Total cations 16238 Total (anions + cations) 39595 Résidu sec à 105 °C 43100 Normes de qualité eau potable • En parler brièvement et notamment la teneur de la conductivité (2700 μS/cm) ou du TDS (1500 mg/l). • Un aperçu sur le fichier des Normes. 1 - DESCRIPTION DES TECHNIQUES DU DESSALEMENT 1 - DESCRIPTION DES TECHNIQUES DU DESSALEMENT 1.1 Techniques du dessalement Le dessalement d’eau est un procédé physique qui permet de ramener le taux de salinité de l’eau brute (TDS) à des valeurs conformes aux normes de potabilité ou d’utilisation industrielle. Le marché mondial reste dominé par les deux grandes familles de procédés suivantes : - Distillation - Osmose Inverse 1.2 Procédés de Distillation - Procédé à évaporation multiple (Multiple Effects Distillation ou MED). - Procédé à détentes successives ou distillation Flash (Multiple Stages and Flashing ou MSF) ; La consommation énergétique spécifique d’un tel poste (1 seul étage) est de l’ordre de 590* Kcal/kg d’eau produite ; soit l’équivalent de 236 KW(e).H/m³ 590.000 /2.500** =236 * 590 Kcal étant la chaleur latente de vaporisation d’un kg d’eau. ** 2.500 kcal étant l’énergie calorifique pour la production d’1,0 KW(e). Principe de distillation MSF avec recyclage de la saumure Eau dessalée Appoint eau de Mer L’énergie sollicitée par ce procédé est principalement L’énergie sollicitée par ce procédé est principalement sous forme de chaleur sous forme de chaleur • Les étages dont le nombre est généralement égal à 20 (au maximum 32) sont dimensionnés pour une même variation de température entre eux (environ 3°C de différence entre deux étages successifs). • L’énergie sollicitée par ce procédé est principalement sous forme de chaleur. • L’énergie électrique n’est utilisée que pour l’alimentation des équipements auxiliaires (les pompes véhiculant les différents fluides). • Le nombre de kgs d’eau produits par utilisation d’un (1) kg de vapeur est dit G.O.R (Gain Output Ratio). • Le type d’unité MSF le plus souvent utilisé, est celui où l’on procède à un recyclage de la saumure ( où 50% à 75% de la quantité de saumure du dernier étage sont prélevés et refoulés dans la conduite d’alimentation en eau de mer d’appoint de l’unité) en vue de réduire à environ trois (3) m³ la quantité d’eau de mer d’appoint nécessaire à la production d’un (1) m³ d’eau douce, car dans une unité à un seul passage, la production d’un ( 1 ) m³ d’eau douce requiert neuf (9) m³ d’eau de mer. • Le nombre d’étages est défini, entre autres, selon les paramètres suivants: -La température du procédé (température de l’eau de mer à l’entrée de la première cellule) ; - La température de l’eau de mer au niveau de la prise d’eau ; -Le rendement énergétique souhaité. Couplage d’une usine MSF avec une turbine à vapeur Pour ces centrales mixtes, le coût de la vapeur utilisée pour le Pour ces centrales mixtes, le coût de la vapeur utilisée pour le dessalement est de l’ordre de 40 à 60 % moins cher que dans le cas où dessalement est de l’ordre de 40 à 60 % moins cher que dans le cas où l’usine de dessalement n’est pas couplée à la production d’électricité l’usine de dessalement n’est pas couplée à la production d’électricité • La consommation énergétique spécifique (totale), engendrée par ce procédé (couplé), est de l’ordre de 12 KW(e).H/m³ d’eau dessalée tandis que celle du même procédé (non couplé) peut atteindre 28 KW(e).H/m³. • A noter que l’énergie sous forme électrique que sollicite ce procédé (couplé ou non) engendre une consommation spécifique de 4 à 5 KW(e).H/m³ d’eau dessalée. • Une centrale mixte comportant des turbines à vapeur peut fournir au moins 1.000 m³/j d’eau douce par 1 MW aux bornes de l’alternateur. • L’eau douce produite par une usine de distillation MSF présente un TDS de l’ordre de 25 mg/l et un pH acide. Elle est très agressive vis-à-vis du calcaire et très corrosive vis-à-vis des métaux. • Avant sa distribution à usage de la consommation humaine, il faut la ramener à son équilibre calco-carbonique et lui assurer une désinfection finale au chlore ou à base de ses dérivés. • Toutes les usines de dessalement importantes dans le monde sont construites selon la variante la plus récente de ce procédé. • 43,5 % de la production mondiale d’eau dessalée étaient assurés par ce procédé à la fin de l’année 2001 et ce notamment dans les pays du golfe. • Ce procédé était largement commercialisé dans les pays du golfe (qui optent pour la production de l’énergie électrique et de l’eau), car l’énergie qu’il sollicite est principalement sous forme de chaleur émanant de la combustion des hydrocarbures (produits largement disponibles dans ces pays et donc le coût de la vapeur ou du gaz est insignifiant). De ce fait, il est le mieux connu et le plus maîtrisé. Principe de la distillation MED à simple effet 1.2.2 Procédé à évaporation multiple (MED) -Un faisceau tubulaire alimenté par un fluide chauffant (en général de la vapeur d’eau provenant d’une chaudière), est plongé dans l’eau de mer à distiller et en provoque son ébullition. •Figure n°8 : Distillation MED à tubes horizontaux • Pour un module MED comportant 28 effets, la consommation énergétique spécifique, sous forme de chaleur, est de l’ordre de 236*/28 =8,4 KW(e).H/m³ d’eau dessalée. * (590.000/2.500** =236 KW(e).H/m³ ) • Celle sous forme électrique est de l’ordre de 3 KW(e).H/m³. • La consommation énergétique spécifique totale est donc de l’ordre de 11 à 12 KW(e).H/m³ d’eau dessalée. Couplage du procédé MED à une centrale de production d’électricité. • La technologie des turbines à vapeur ne donne pas beaucoup de possibilités pour prélever de la vapeur à basse température (de l’ordre de 80°C). • La vapeur sollicitée pour la distillation à multiple- effets doit être à une température de 70°C pour des raisons techniques et principalement pour éviter la corrosion des équipements. • De ce fait, l’expérience du couplage du procédé MED à une centrale de production électrique est limitée. • Il permet une flexibilité d’exploitation. En effet, selon les besoins en eau demandés, la production d’un module ou évaporateur peut varier de 30 à 100 % de sa capacité nominale. • Cette flexibilité constitue un atout, particulièrement lorsque ce procédé est couplé à la production d’électricité (turbines à gaz) et que les besoins en électricité sont très variables selon les saisons (par exemple, entre l’été et l’hiver dans les pays du Moyen Orient). Distillation MED avec éjecto - compression de vapeur Distillation MED/VC avec compression mécanique de vapeur Prétraitement requis par les procédés de distillation Pour la production d’un même débit d’eau dessalée, les débits d’eau de mer requis par le procédé MSF et MED sont presque identiques. Cependant le MSF assure une conversion variant de 25 à 50 % du débit d’appoint en eau de mer, alors que celle du MED peut atteindre les 65 %. Osmose Inverse (R.O) Principe de l’osmose directe et de l’osmose inverse Pression Osmotique -Présenter le fichier Excell relatif au calcul de la pression osmotique et commenter si les analyses physico-chimiques sont correctes ou pas. Les ordres de grandeur de pressions osmotiques à 25°C sont les suivantes: • - uploads/Geographie/ present-dessalement.pdf