1 – la distillation
La distillation occupe aujourd’hui environ 60% du marché mondial du
dessalement. La distillation est la plus vielle et la plus rustique des
techniques de dessalement. En fait elle reproduit en milieu industriel le
processus naturel de dessalement. Il s’agit de chauffer l’eau de mer pour en
vaporiser une partie. La vapeur ainsi produite ne contient pas de sels, il
suffit alors de refaire passer cette vapeur à l’état liquide en la refroidissement pour obtenir de l’eau potable. L’inconvénient majeur des procédés de
distillation est leur consommation énergétique importante liée à la chaleur
latente de vaporisation de l’eau.
En effet pour transformer 1 kg d’eau liquide
en 1 kg de vapeur à la même température il faut environ 2250 Kilo-Joules (si le
changement d’état se fait dans des conditions de pression normales). Afin de
réduire la consommation d’énergie des procédés industriels, des procédés
multiples effets qui permettent de réutiliser l’énergie libérée lors de la
condensation ont été mis au point.
Sur ce montage, l’eau de
mer contenue en est chauffée au moyen d’un bec bunsen
. L’eau se
transforme alors en vapeur et passe ...,
où sa température est évaluée à l’aide d’un thermomètre . La vapeur passe
ensuite est dans la colonne réfrigérante
. Elle est alors condensée et
redevient donc liquide. Ainsi on
obtient de l’eau pure et parfaitement potable.
2 – La
distillation Multi-Flash
La
distillation multi-flash est un procédé développé dans les années 70.
Il est aujourd’hui le procédé le plus utilisé
au monde. L’intérêt
du multi flash réside dans son faible coût énergétique. En effet, plus la
pression est basse, plus la température à laquelle l’eau passe à l’état gazeux
est faible (voir graphique en annexe).
Pour ce
procédé, l’eau de mer est envoyée dans des conduits au bout desquels elle est
chauffée à 120 °C, puis elle est ensuite introduite dans un
compartiment où règne une pression réduite (sa température d’ébullition est
donc plus basse, voir graphique en annexe). L’eau est alors instantanément
transformée en vapeur par détente appelée Flash. La vapeur ainsi créée va
monter au contact des premier conduits dans lesquels passent l’eau de mer. Les
conduits sont assez froids ce qui provoque la condensation de cette vapeur qui
et alors récupérée à l’état liquide. Pour l’eau qui ne s’est pas évaporée dans
ce compartiments, elle est récupérée puis transférée dans un deuxième
compartiments du même type mais avec une pression atmosphérique encore plus
basse. Et ainsi l’opération est répétée plusieurs fois à la suite (d’où le nom
de multi-flash).
Il existe des usines de dessalement dans lesquels l’opération
se répète dans 40 compartiments.
Le
procédé multi-flash ne permet pas une flexibilité d’exploitation. Aucune
variation de production n’est tolérée, c’est pourquoi ce procédé est surtout
utilisé pour les très grandes capacités de plusieurs centaines de milliers de m3 d’eau dessalée par jour.
Lors du
phénomène de flash des gouttelettes d’eau salée peuvent être entraînées avec la
vapeur, elles sont séparées grâce à un dévésiculeur constitué par une sorte de
grillage qui limite le passage des gouttelettes qui retombent alors au fond de
l’enceinte.
3 – La
distillation à Effets Multiples
La
distillation à effets multiples est moins courante car elle ne permet pas de
produire de grandes quantités d’eau douce et son installation est délicate et coûteuse. Mais cette technique permet
des économies de l’ordre de 15% à 20% par rapport au multiflash. Le principe,
simple, consiste en une association en série de modules évaporateur/condensateur
dont la disposition permet de limiter les pertes thermiques et assure une
grande faisabilité technique. De plus, ce procédé permet d’optimiser la
récupération de la chaleur latente de condensation de l’eau.
4 – La
distillation couplée à l’énergie nucléaire
L’énergie
nucléaire devrait pouvoir émerger, dans un avenir proche, comme une importante
source de puissance pour le dessalement. Des programmes de développement de
réacteurs nucléaires dédiés au dessalement sont actuellement en cours. Les filières
les plus évidentes sont celles qui ont été conçues pour la production de
chaleur pour le chauffage urbain (notamment en Russie).
Les
deux modèles sont prévus pour fonctionner en cogénération, c’est à dire pour la
production simultanée d’électricité et d’eau douce. Une partie de la chaleur
peut par conséquent être extraite sous forme de vapeur pour être ensuite
canalisée, par l’intermédiaire d’un circuit supplémentaire, vers une usine de
dessalement. On parle dans ce cas de couplage direct, car la chaleur est
directement utilisée pour le dessalement sans avoir été au préalable convertie
en électricité. La méthode de dessalement la plus appropriée dans ce cas est
celle de la distillation.
4 –
Avantages et inconvénients
Le
principal inconvénient de la distillation est que le prix de ce procédé est
assez cher. En effet cette technique utilise énormément d’énergie (chauffer
l’eau, faire venir du gaz, du pétrôle ou encore de l’électricité jusqu’à
l’usine). Le prix de l’eau augmente alors d’un euro par m3 d’eau. Ce procédé est réellement
rentable que si la station de distillation se trouve près d’une source
d’énergie bon marché. Cependant, même si le prix de ce procédé est assez cher,
il reste le moins cher de tous les procédés. De même, l’avantage est qu’à une
température de plus de 100°C, tous les microbes sont éradiqués.
5 – Conclusion
La
distillation, même si elle comporte quelques inconvénients ou même si elle
coûte assez chère, est un procédé couramment utilisé pour le dessalement de
l’eau de mer. C’est aussi un des plus connus et un des plus simples à
reproduire. Seule l’énergie nécessaire est difficile à amener.
