TTravaux ravaux PPersonnels ersonnels EEncadrésncadrés

Environnement et progrèsEnvironnement et progrès

Le dessalement de l’eau de merLe dessalement de l’eau de merpar électrodialysepar électrodialyse

Bientôt « la mer à boire »…Bientôt « la mer à boire »…

Richard L’HotellierRichard L’HotellierAlexandre PelourdeauAlexandre Pelourdeau

Romain StievenardRomain Stievenard11èreère S S33

2006-20072006-2007

Introduction

Population mondiale tripléeBesoins en eau consommable multipliés par 6

Consommation Humaine Agriculture Industrie

Document 1 : Comparatif du stress hydrique et des carences en eau dans le monde en 1995 et 2025

Introduction

Introduction

Population mondiale tripléeBesoins en eau consommable multipliés par 6

Consommation Humaine Agriculture Industrie

Solution au manque L’agriculture consomme 70% des ressources d’eau potable dans le monde Remplacer l’eau consommée pour l’irrigation par de l’eau dessalée Économie considérable profitable pour l’homme

Problématique

L’eau dessalée est-elle suffisammentL’eau dessalée est-elle suffisammentbonne pour l’agriculture ?bonne pour l’agriculture ?

Étude du cas du dessalementÉtude du cas du dessalementpar électrodialysepar électrodialyse

Plan

• I) Qu’est ce qu’une eau dessalée ?a) Composition chimique et norme de potabilitéb) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants

• II) Les Procédés de dessalementa) L’électrodialyseb) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable

• III) Les conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquences sur les plantesb) Conséquences sur l’homme

I) Qu’est ce qu’une eau dessalée ?

a)a) Composition chimique et norme de Composition chimique et norme de potabilitépotabilité

b) Influence d’une salinité trop importanteb) Influence d’une salinité trop importantesur les êtres vivantssur les êtres vivants

NaNa++ ClCl-- DécretDécret

HH22O O Sels minérauxSels minéraux

HypertensionHypertensionNéfasteNéfasteBesoinBesoinOrganismeOrganisme

HommeHommeFloreFlore

Dessalage, dessalement ou dessalaison :action de retirer le sel d’un corps

Pour un liquide :le rendre apte à la consommation

Définition des seuils maximums :En France :

Décret du code de la santé publique, basé sur les normes européennesMaximums admissibles :

Na+ : 150 mg/L Cl- : 200 mg/LMoyenne de l’eau d’un puits français :

Na+ : 4,4 mg/L Cl- : 7,0 mg/L

a) Composition chimique et norme de potabilitéI) Qu’est-ce qu’une eau dessalée ?

Les êtres vivants ont des besoins particuliers en sels minéraux Effets secondaires lors d’un dépassement du besoin Voire dommages ( détails en III) )

Chez la plante Ralentissement du développement de l’espèce Influence néfaste des ions sodium (Na+) et peu bénéfique des ions chlorure (Cl-)

Chez l’être humain Besoin vital de sel contre la déshydratation Favorise le bon fonctionnement des systèmes nerveux, immunitaire et digestif Peut provoquer une hypertension artérielle

Le sel est un danger potentiel pour l’Homme et la Plante

b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivantsI) Qu’est-ce qu’une eau dessalée ?

II) Les procédés de dessalement

a)a) Le dessalement par électrodialyseLe dessalement par électrodialyse

b) Les autres procédés de dessalaison,b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potablepour une eau saine et potable

IonsIons Anode Anode MigrationMigrationSéparation Séparation

Membrane CationiqueMembrane Cationique

Osmose inverseOsmose inverseVolatilitéVolatilité

FiltrationFiltration

DistillationDistillationPoresPoresDialyseDialyse

• But :But :Élimination des ions de l’eau

Application à Na+ et Cl- : Dessalement

• Fonctionnement :Fonctionnement :Filtration par membranes anioniques et

cationiques d’une solution soumise à un flux électrique entre une anode et une cathode

Animation par Romain Stievenard

a) Le dessalement par ÉlectrodialyseII) Les procédés de dessalement

Membranes AnioniquesMembranes Cationiques

a) Le dessalement par ÉlectrodialyseII) Les procédés de dessalement

G- +

Cathode (+)Anode (-)

a) Le dessalement par ÉlectrodialyseII) Les procédés de dessalement

Eau de mer, salée

a) Le dessalement par ÉlectrodialyseII) Les procédés de dessalement

Saumure

Eau dessalée

a) Le dessalement par ÉlectrodialyseII) Les procédés de dessalement

L’osmose inverseL’osmose inverse Pores des membranes : de 0.5 à 1.5 nanomètres Pression à appliquer : environ 200 bar lourde infrastructure

Osmose (A) : phénomène naturel Migration de l’eau douce vers l’eau salée,plus concentrée

Pression osmotique (B) : Définit le point d’équilibre des 2 solutions Dépend de la concentration de la solutionla plus concentrée

Osmose inverse (C) : Pression appliquée pour recréer l’effet inverse de l’osmoseDocument 2 : Schéma de principe du fonctionnement de l’osmose et de l’osmose inverse

Source : Infographie réalisée par la société Odmer (voir sources : lesnouvelles.org)

b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potableII) Les procédés de dessalement

La nanofiltrationLa nanofiltration Pores des membranes : de 4 à 5 nanomètres Élimination des contaminants organiques

et des ions en trop forte concentrationcomme les métaux lourds et le sel

Pression à appliquer : 10 à 30 bar

Meilleure efficacité de l’osmose inverse

b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potableII) Les procédés de dessalement

Document 3 : Fonctionnement de l’usine de dessalement par osmose inverse du Golfe d’Oman

II) Les procédés de dessalement

Source : Infographie Le Point extraite du n°1693 (Page 58) du 24/02/05

La distillationLa distillation Utilise la différence de volatilité des constituants

Le plus volatil a une température d'ébullition plus petite que le moins volatil

Séparation successive des éléments : coupe de distillation Condensation de la vapeur : séparation des éléments

Distillat Matière restante : résidu

Inconvénient :Le distillat n’est pas toujours pur, car il peut être définit par 2 constituants même non miscibles.

b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potableII) Les procédés de dessalement

III) Les conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée

a) Conséquences sur les plantesa) Conséquences sur les plantes

b) Conséquences sur les hommesb) Conséquences sur les hommes

SolisolsSolisols

Irrigation Irrigation

EfflorescenceEfflorescence

Cultures tolérantesCultures tolérantesSels minérauxSels minéraux

MaximumMaximumGénétiqueGénétiqueAlimentsAliments

Hypertension artérielleHypertension artérielleCancerCancer

ConsommationConsommation

MaladiesMaladies

SalinisationSalinisation

a) Conséquence sur les plantesIII) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée

Utilisation d’eau dessalée pour l’irrigation+ Fortes probabilités

Sols alcalins(sodiques ou solisols)

Sols salins (salisols)

Formation de cristauxdans la terre

Document 5 : Efflorescence saline à la surface d’un sol salé

Source : Photographie Futura-Sciences

a) Conséquence sur les plantesIII) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée

3 types de cultures face à la salinité d’un sol :

Les cultures sensibles : Cs = 1,3 g/L La plupart des fruits et arbres fruitiers

Certains légumes (carotte, haricot, radis…)

Les cultures à tolérance moyenne : Cs = 2,5 g/L

Les autres légumes

Les grandes cultures

Quelques fruits (olive, raisin, figue, grenade…)

Les cultures tolérantes : Cs = 5 g/L

Prairies

Cultures de coton, orge, colza et betteraves à sucre

Dattiers, cocotiers…

Cs : Concentration critique en sels du groupe de cultures

b) Conséquence sur les hommesIII) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée

Baisse de la pression artérielle (hypertension) Désagréments cardiaques Accidents vasculaires cérébraux Peut favoriser le développement de cancers

Danger pour l’être humain

Mutation génétique possible à terme

Consommation d’aliments trop saléstrop régulièrement

Non-respect des doses normales de sel(6 à 10 grammes / jour)

Conclusion