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