Environ 70 pour cent du monde est constitué d'eau, mais si peu peut en fait être utilisé parce que la majeure partie est de l'eau salée. Hemera/Thinkstock Réduire l'eau salée à ses éléments de base - le sel et l'eau - est si simple que c'est devenu une leçon de science pour les élèves de première année. En réalité, un "alambic solaire" peut transformer l'eau salée en eau douce en quelques jours seulement. Remplissez simplement un grand bol d'eau salée et placez un verre vide au centre. Ensuite, couvrez le bol - le verre vide et tout - d'une pellicule de plastique avec un petit trou percé au milieu. Placez l'engin en plein soleil, et observez le cycle de l'eau à l'œuvre :l'eau salée s'évapore, laisse des cristaux de sel derrière, et crée de la condensation qui monte, s'accumule sur la membrane en plastique et s'égoutte dans le verre vide. L'eau douce qui en résulte est assez bonne à boire [source :Williams].
Mais pourquoi enlever le sel en premier lieu ? Il s'avère que, boire de l'eau salée peut vous tuer. L'ingestion de sel signale à vos cellules de rincer les molécules d'eau pour diluer le minéral. Trop de sel, et ce processus peut provoquer une très mauvaise réaction en chaîne :vos cellules seront appauvries en humidité, vos reins s'arrêteront et votre cerveau sera endommagé. La seule façon de compenser ce chaos interne est d'uriner plus fréquemment pour expulser tout ce sel, un remède qui ne peut fonctionner que si vous avez accès à beaucoup d'eau potable [source :Thompson].
Les gens - en particulier ceux des régions du monde qui manquent d'eau - recherchent des solutions d'eau douce depuis des siècles. Il s'avère que les mêmes personnes qui ont construit des sphinx géants et conduit des chars tirés par des chevaux ont également soif de propreté, eau pure [source :Jesperson]. Même dans les temps modernes, des populations entières se débattent avec une ironie cruelle; ils sont entourés d'eau salée, mais manque d'eau potable. La rareté provoque parfois des conflits meurtriers. En 2009, des spectateurs ont tué une famille dans une Inde en proie à la sécheresse pour avoir récupéré l'eau d'un puits municipal avant qu'elle ne s'assèche [source :Pacific Institute].
Mais que se passerait-il si un approvisionnement abondant en eau douce pouvait être créé à partir d'eau salée ? Une opération de dessalement à grande échelle - utilisant des principes similaires à un simple projet de classe - pourrait changer le monde. Sur la page suivante, nous explorerons pourquoi il n'est pas toujours si facile de transformer l'eau salée en eau potable.
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Il y a plus d'une façon de séparer le sel de l'eau, mais près de 90 pour cent du temps, une seule des deux méthodes est utilisée :le flash à plusieurs étages et l'osmose inverse [source :WorldPumps.com].
Rappelez-vous pourquoi il est si mauvais de boire de l'eau salée ? Lorsque vos cellules font passer l'eau à travers la membrane externe pour vous empêcher de vous déshydrater, l'osmose se produit. En déplaçant l'eau à travers la membrane, la cellule essaie d'égaliser sa forte concentration en sel interne avec une faible concentration en sel externe. C'est ce qu'on appelle l'osmose. Osmose inverse Se produit quand, par exemple, vous mettez de l'eau salée sur un côté d'une membrane semi-perméable et la pression déplace les molécules d'eau à travers la membrane filtrante tandis que les plus grosses molécules - y compris les molécules de sel - restent piégées derrière. Pour l'eau salée de la mer ou de l'océan, une quantité considérable de pression est nécessaire pour déplacer l'eau à travers un filtre, où chaque pore n'est qu'une fraction de la taille d'un cheveu humain [source :American Chemical Society]. Cela signifie qu'une série de pompes sont généralement en jeu, tous exerçant une pression sur l'eau [source :WorldPumps.com].
Contrairement à l'osmose inverse, qui s'appuie sur une membrane pour filtrer les molécules de sel, les flash à plusieurs étages Cette méthode utilise la chaleur pour convertir l'eau salée en eau douce. Pourquoi un nom si inhabituel ? « Flash » fait référence au fait de porter rapidement l'eau à ébullition, et cela arrive plusieurs fois, ou par étapes. Lorsque l'eau salée pénètre dans chaque étage de l'unité de conversion, il est soumis à la chaleur et à la pression de la vapeur provenant de l'extérieur. A chaque étape, de la vapeur d'eau se forme et est collectée. Cette vapeur d'eau est de l'eau douce et le concentré salé restant est connu sous le nom de saumure. Dans la distillation éclair à plusieurs étages - comme pour l'osmose inverse - les produits chimiques ou les agents adoucissants de l'eau ne sont généralement pas ajoutés [source :Organisation des États américains].
Donc si le dessalement est possible, pourquoi les plantes à grande échelle n'étanchent-elles pas la soif mondiale d'eau douce ? Seulement environ 15 milliards de gallons - deux dixièmes de pour cent de l'eau douce consommée chaque jour dans le monde - sont de l'eau salée dessalée [source :Schirber]. Sur la page suivante, nous explorerons où la dernière génération de convertisseurs d'eau salée surgit.
Dessalement d'Aristote à la marine américaineDès 350 av. le philosophe grec Aristote a beaucoup réfléchi à l'élimination du sel de l'eau à l'aide d'une série de filtres [source :Aristote]. Vers les années 1700, la marine américaine utilisait régulièrement des alambics solaires pour créer de l'eau douce, et les décennies qui ont suivi ont vu l'avènement des alambics intégrés dans les réchauds de bord. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le dessalement a fait un autre bond en avant :la marine américaine a construit un distillateur terrestre sur une île du Pacifique qui en a produit environ 55, 000 gallons d'eau douce par jour -- plus du double de la production de n'importe quelle distillerie existante dans le monde [source :Congrès américain].
L'eau couvre au moins 70 pour cent de la surface mondiale. Mais 97 pour cent de celui-ci est trop salé pour être bu [source :Frederick]. Cette, couplée à des inégalités dans la distribution de l'eau et la disponibilité géographique, signifie que la pénurie d'eau est une réalité pour de nombreuses personnes. En réalité, le manque d'eau touche quatre personnes sur dix dans le monde [source :Organisation mondiale de la santé]. Un manque d'eau peut avoir de graves conséquences sur la santé. Parfois, cela signifie que les gens obtiennent leur eau de sources contaminées. Une eau de mauvaise qualité peut propager des maladies comme le choléra, fièvre typhoïde ou salmonelle [source :Organisation mondiale de la santé].
La transformation de l'eau saumâtre ou salée en eau douce pourrait avoir un impact à la fois sur les maigres rations d'eau et sur la demande toujours croissante. Cela est particulièrement vrai pour certaines communautés côtières des États-Unis aux prises avec une pénurie d'eau douce [source :California Ocean Resources Program]. En outre, les usines de dessalement peuvent fournir une source d'eau fiable même en cas de sécheresse.
En 2009, il y en avait plus de 1, 400 usines de dessalement opérationnelles dans le monde, produisant plus de 15 milliards de gallons d'eau par jour. 244 autres usines sont en construction, beaucoup d'entre eux au Moyen-Orient [source :International Desalination Association]. Cependant, la plus grande usine de dessalement par osmose inverse au monde, qui a ouvert en mai 2010, est situé sur la côte méditerranéenne d'Israël [source :Dow]. Et, la construction est en cours à Carlsbad, Californie, créer la plus grande usine de dessalement de l'hémisphère occidental, estimé à produire 50 millions de gallons d'eau potable chaque jour [source :Poséidon].
Toujours, le public a souvent l'impression que l'eau dessalée n'a pas bon goût et n'est pas bonne pour la santé. En Israël, par exemple, de nombreuses personnes sont de plus en plus réticentes à boire de l'eau du robinet dessalée en raison de problèmes de santé [source :Mizroch]. Mais l'eau dessalée - directement du robinet - est généralement potable. Une étude en Arabie Saoudite, par exemple, n'ont trouvé aucune différence significative entre l'eau dessalée servie au robinet et l'eau en bouteille - à l'exception du fait que l'eau du robinet dessalée ne laisse pas de bouteilles en plastique vides [source :Ahmad].
Mais et s'il était possible de transporter un appareil de dessalement portable pour produire votre propre approvisionnement personnel en eau potable ? L'idée n'est peut-être pas aussi farfelue que vous le pensez.
Sel et bien plus encoreSûr, vous pourriez vous attendre à ce que le processus de dessalement élimine le sel de l'eau de mer. Mais saviez-vous que le nettoyage ne s'arrête pas là ? Le dessalement - quelle que soit la méthode - élimine également les composés chimiques organiques ou biologiques, en fin de compte produire une eau potable de haute qualité qui ne transmet pas de maladies diarrhéiques ou autres. Ceci est important car près de 4, 000 enfants meurent chaque jour dans les pays en développement de maladies liées à l'eau potable contaminée [source :Hull].
Alors que le nombre d'usines de dessalement dans le monde continue de croître, il en va de même des préoccupations concernant le développement de nouvelles technologies pour alimenter les centrales. Actuellement, les efforts de dessalement à grande échelle nécessitent beaucoup d'énergie pour fonctionner et nécessitent souvent une maintenance élevée, grâce à de nombreuses pièces fonctionnelles comme les membranes qui ont tendance à s'encrasser fréquemment [source :Schirber].
Les coûts sont une autre préoccupation :au cours des cinq dernières décennies, les investissements publics et privés dans le développement de la technologie de dessalement ont atteint plus d'un milliard de dollars dans le monde. Et même avec les progrès qui ont été faits, l'idée que le dessalement éliminerait la pénurie d'eau est loin d'être réalité. Et c'est parce que c'est encore vraiment, vraiment cher à planifier, construire et gérer des usines de dessalement [source :Water Science and Technology Board]. En réalité, le coût moyen pour transformer un acre-pied - environ 325, 000 gallons -- d'eau salée dans l'eau douce varie de 800 $ à 1 $, 400 et nécessite une quantité importante d'énergie [source :American Chemical Society].
La production d'eau douce par osmose inverse coûte environ un tiers de moins que le flash à plusieurs étages, en grande partie à cause des coûts de l'énergie thermique utilisée par cette dernière méthode dans le processus d'ébullition [source :Water Science and Technology Board]. Malheureusement, les deux processus - comme avec toutes les techniques de dessalement - créent de la saumure. Ce sous-produit de l'eau dessalée contient de fortes concentrations de sel et, lorsqu'il est relâché dans un plan d'eau naturel, peut causer des dommages à la vie marine. C'est parce que la saumure, qui est généralement plus dense que l'eau dans laquelle il est rejeté, se dépose au sommet des sédiments de basse altitude où il épuise les eaux environnantes en oxygène [source :Université du Texas à Austin].
Ces préoccupations en matière de coûts et d'environnement font partie intégrante de la prochaine série d'améliorations de la technologie et des processus de dessalement. Des dispositifs de dessalement portables légers sont en cours de développement par des chercheurs en Corée et au Massachusetts Institute of Technology. Les unités produisent suffisamment d'eau douce pour faire vivre plusieurs personnes. Le processus utilise la gravité - il suffit de verser de l'eau salée dans le haut de l'appareil - pour éliminer le sel et les autres sédiments à l'aide de 1, 600 filtres [source :MIT].
Comme ces unités portables à énergie solaire, installations d'osmose inverse à grande échelle, bien qu'encore au stade de la planification, pourrait également réduire considérablement la dépendance des usines de dessalement aux combustibles fossiles. En réalité, la National Science Foundation a accordé 2,5 millions de dollars à une équipe d'experts de l'Université du Michigan étudiant l'impact de l'énergie solaire sur la technologie de dessalement [source :Richard]. En plus du financement gouvernemental aux États-Unis et à l'étranger, les sources de financement privées commencent à s'intéresser au développement d'efforts de dessalement plus efficaces. Une chose est sûre :si le processus de dessalement s'améliore, il pourrait avoir le potentiel de changer pour le mieux des régions entières pauvres en eau.
Étanchez votre soif d'en savoir plus sur l'eau en explorant les liens de la page suivante.
