L'eau douce propre est essentielle au maintien de la vie humaine. Pourtant, 1,1 milliard de personnes n'y ont pas accès dans le monde. Le dessalement représente un moyen de plus en plus populaire pour résoudre ce problème.

Le dessalement est le processus d'extraction du sel de l'eau salée pour la rendre potable. Il existe deux principaux types de dessalement.

Dans le premier, appelé dessalement thermique, la chaleur est utilisée. Cela produit de la vapeur d'eau qui se condense sur les tuyaux en eau douce. Ce processus reste dominant au Moyen-Orient, où près de la moitié de l'eau dessalée mondiale est produite.

Le deuxième processus est le dessalement membranaire, communément appelé osmose inverse. Ce procédé est utilisé dans 60 % des usines dans le monde. L'eau salée est forcée sous haute pression à travers une membrane semi-perméable dont les pores sont trop petits pour laisser passer les molécules de sel.

Où le dessalement est-il utilisé ?

Le dessalement est utilisé pour étendre l'approvisionnement en eau potable au-delà de ce qui est naturellement disponible. Les régions pauvres en eau sont donc particulièrement dépendantes de la technologie. Le dessalement fournit aux Émirats arabes unis 42 % de ses besoins en eau.

En raison du coût minimal du pompage, le dessalement est le plus économique dans les grandes zones côtières. Cependant, notre climat changeant contribue à augmenter les pénuries d'eau dans les régions généralement douces, nécessitant l'expansion d'usines de dessalement plus à l'intérieur des terres et à partir d'eau saumâtre. La Chine, les États-Unis et l'Amérique du Sud augmentent tous leur capacité de dessalement.

Bien que le dessalement puisse être une technologie capable de contrer les pénuries mondiales d'eau, il existe des problèmes concernant son coût et son efficacité.

Pourquoi le dessalement reste-t-il si cher ?

De grandes quantités d'énergie sont nécessaires pour conduire le processus. Cela est particulièrement vrai pour le dessalement thermique, où les coûts énergétiques représentent jusqu'à la moitié du coût de production total d'une usine.

Le processus d'osmose inverse nécessite généralement moins d'énergie. Cependant, le traitement d'une eau très salée reste énergivore. En effet, une salinité plus élevée signifie qu'il faut plus de pression pour forcer l'eau à travers la membrane.

Les sources d'eau fortement polluées doivent également être traitées avant le dessalement, ce qui nécessite des infrastructures coûteuses telles que des bassins de sédimentation et des systèmes de filtration. Le traitement empêche l'accumulation de débris sur les surfaces de la membrane qui peuvent entraver le processus d'osmose inverse.

Les coûts de traitement augmenteront à mesure que la dépendance à l'égard du dessalement augmentera et que le processus sera appliqué aux sources d'eau saumâtre polluées et intérieures. Face à un climat de plus en plus sec, la Californie compte désormais 23 usines de dessalement qui transforment l'eau saumâtre en eau potable.

La production d'un litre d'eau potable crée également 1,6 litre de saumure, un déchet hautement salin qui peut nuire à l'environnement. Les dépôts de saumure sur le fond marin peuvent entraîner la destruction des écosystèmes marins, tandis que le rejet de saumure réduit la teneur en oxygène de l'eau de mer.

L'élimination sûre de la saumure coûte cher. La majeure partie de la saumure produite est rejetée dans la mer, sous réserve de normes de qualité environnementale. Si la décharge de saumure ne respecte pas ces normes, elle nécessite un traitement supplémentaire.

La saumure peut être traitée dans des bassins d'évaporation ou diluée avec une source d'eau séparée avant d'être rejetée. Le coût prohibitif du traitement de la saumure reste un obstacle important à l'application plus large du dessalement.

Le dessalement peut-il devenir moins cher ?

La réduction de l'intensité énergétique du processus peut entraîner des réductions de coûts considérables. Des technologies telles que l'osmose directe, qui permettent au dessalement de se produire à des températures et des pressions plus basses, sont en cours de développement.

Bien que prometteuses, ces technologies n'en sont qu'à leurs balbutiements. Le marché est petit et il y a peu d'installations commerciales. L'évolution technologique prend du temps et des développements supplémentaires seront nécessaires pour garantir que ces processus puissent produire de l'eau potable à une échelle commerciale.

Le développement de membranes plus durables réduira également le coût du dessalement. En utilisant différents matériaux, les fabricants japonais ont construit des membranes qui rejettent avec succès les particules de sel à de faibles pressions de fonctionnement. Cela réduit à la fois le coût de remplacement des membranes et les besoins énergétiques du processus.

Le dessalement pourrait également être alimenté par des sources d'énergie renouvelable moins chères. Les technologies solaires thermiques peuvent générer de la chaleur directe, qui peut ensuite être utilisée pour évaporer l'eau de mer. L'usine de dessalement solaire Metito en construction en Arabie Saoudite aura dans un premier temps la capacité de produire 30 000 mètres cubes d'eau potable par jour.

Cependant, la technologie de dessalement solaire est jonchée de complexités. L'approvisionnement en énergie solaire est incohérent et la technologie de stockage de l'énergie reste coûteuse, ce qui entrave son application plus large. Par conséquent, la plupart des projets de dessalement solaire sont trop petits pour produire de l'eau potable à usage commercial.

De nouvelles solutions pour la gestion de la saumure doivent également être explorées plus avant.

La saumure peut être recyclée dans le processus de dessalement. L'utilisation de la saumure résiduelle dans la fabrication de l'hypochlorite de sodium, un désinfectant chimique qui peut remplacer le chlore, est un développement prometteur.

Des recherches ont montré que la production d'hypochlorite de sodium sur site peut faire économiser aux usines de dessalement des Caraïbes plus de 300 000 £ par an.

Les installations de dessalement peuvent exploiter davantage la saumure résiduelle grâce à des processus tels que l'électrolyse, où la saumure est décomposée en substances plus simples par des courants électriques. Des études futures devraient étudier le potentiel d'utilisation des sous-produits de cette électrolyse, l'hydrogène et les sels, pour la production d'énergie.

Malgré l'insécurité croissante de l'eau dans le monde, la technologie de dessalement reste trop chère pour une utilisation généralisée. Des efforts ont été faits pour réduire son coût, et beaucoup sont prometteurs. Cependant, l'évolution technologique prend du temps et il faudra des décennies avant que les coûts ne tombent à un niveau qui facilite l'expansion plus large du dessalement. + Explorer plus loin

Pourquoi ne pouvons-nous pas puiser notre eau potable dans l'océan ?

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.