Travaux Personnels Encadrs Le dessalement de leau de

Travaux Personnels Encadrés Le dessalement de l’eau de mer par électrodialyse Bientôt « la mer à boire » … Environnement et progrès Richard L’Hotellier Alexandre Pelourdeau Romain Stievenard 1ère S 3 2006 -2007

Introduction Population mondiale triplée Besoins en eau consommable multipliés par 6 Consommation Humaine Agriculture Industrie

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

Introduction Population mondiale triplée Besoins 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 suffisamment saine pour l’agriculture ? Étude du cas du dessalement par électrodialyse

Plan • I) Qu’est ce qu’une eau dessalée ? a) Composition chimique et norme de potabilité b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants • II) Les Procédés de dessalement a) L’électrodialyse b) 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 sols b) Conséquences sur les plantes

I) Qu’est ce qu’une eau dessalée ? a) Composition chimique et norme de potabilité + Na H 2 O Décret Cl- Sels minéraux b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants Hypertension Organisme Besoin Flore Néfaste Homme

I) Qu’est-ce qu’une eau dessalée ? a) Composition chimique et norme de potabilité 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 européennes Maximums admissibles : Na+ : 150 mg/L Cl- : 200 mg/L Moyenne de l’eau d’un puits français : Na+ : 4, 4 mg/L Cl- : 7, 0 mg/L Test de la concentration par chromatographie

I) Qu’est-ce qu’une eau dessalée ? b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants Les êtres vivants ont des besoins particuliers en sels minéraux Effets secondaires lors d’un dépassement du besoin Voire dommages pour les plantes ( détails en 3ème partie ) Chez la plante Ralentissement du développement de l’espèce Influence néfaste des ions sodium (Na+) et peu bénéfique des ions chlorure (Cl-) Expérience : Développement d’une rose dans l’eau salée 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 avec sel Plante sans sel Plante avec sel Plante sans sel Au début de l’expérience Après 5 jours

II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par électrodialyse Séparation Membrane Cationique Migration Anode Ions b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable Distillation Pores Volatilité Dialyse Osmose inverse Filtration

II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse But : Élimination des ions de l’eau Application à Na+ et Cl- : Dessalement 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

II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse Membranes Cationiques Membranes Anioniques

II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse - + G Anode (-) Cathode (+)

II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse Eau de mer, salée

II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse Saumure Eau dessalée

II) Les procédés de dessalement b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable L’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 solution la plus concentrée Osmose inverse (C) : Pression appliquée pour recréer l’effet inverse de l’osmose Document 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)

II) Les procédés de dessalement b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable La nanofiltration Pores des membranes : de 4 à 5 nanomètres Élimination des contaminants organiques et des ions en trop forte concentration comme les métaux lourds et le sel Pression à appliquer : 10 à 30 bar Meilleure efficacité de l’osmose inverse

II) Les procédés de dessalement Document 3 : Fonctionnement de l’usine de dessalement par osmose inverse du Golfe d’Oman Source : Infographie Le Point extraite du n° 1693 (Page 58) du 24/02/05

II) Les procédés de dessalement b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable La 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.

III) Les conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquences sur les sols Salinisation Solisols Efflorescence Sels minéraux Cultures tolérantes Irrigation b) Conséquences sur les plantes Besoin Sève Sel Surplus Transport Cellules Évacuation

III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquence sur les sols Utilisation d’eau dessalée pour l’irrigation + Fortes probabilités Sols salins (salisols) Sols alcalins (sodiques ou solisols) Formation de cristaux dans la terre Document 5 : Efflorescence saline à la surface d’un sol salé Source : Photographie Futura-Sciences

III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquence sur les sols 3 types de cultures face à la salinité d’un sol : Cs = 1, 3 g/L Les cultures sensibles : 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

III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée b) Conséquence sur les plantes Légère surconsommation de sel Transport normal à travers la plante par la sève Les cellules se servent selon leur besoin Le surplus est évacué par les racines

III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée Document 7 : Représentation schématique de l'évacuation du sel par les racines de la plante Source : Article de l’Atlas de la biologie

Conclusion En faible concentration : Évacuation du sel par les plantes Pas de conséquences sur l’Homme L’électrodialyse permettant cette faible concentration : L’eau dessalée par électrodialyse est assez saine pour l’agriculture Économie considérable d’eau potable pour l’Homme Pourra-t-on appliquer cette économie à toute la planète ?

Le dessalement de l’eau de mer par électrodialyse Nous vous remercions d’avoir suivi notre exposé… Richard L’Hotellier Alexandre Pelourdeau Romain Stievenard 1ère S 3 2006 -2007

Travaux Personnels Encadrés Le dessalement de l’eau de mer par électrodialyse Environnement et progrès L’eau dessalée est-elle suffisamment saine pour l’agriculture ? Étude du cas du dessalement par électrodialyse Richard L’Hotellier Alexandre Pelourdeau Romain Stievenard 1ère S 3 2006 -2007