Énergétique attirance
Le 23 février 2010 | Par Élodie
L’eau douce et l’eau salée, c’est une longue histoire d’amour. Attirés par l’eau salée, les fleuves se jettent à la mer, dans une inlassable osmose. Si puissante que les Norvégiens ont pensé en tirer de l’énergie. Prenez de l’eau douce, de l’eau salée, une membrane, une turbine, et hop: le tour est joué!
Photo: drinking water
Osmose
On connaît depuis les années 1960 le procédé de l’osmose inverse pour désaliniser l’eau. Le procédé est simple : deux réservoirs, l’un rempli d’eau salée, l’autre d’eau douce, sont mis en contact par le biais d’une membrane et les deux volumes tentent spontanément de se mélanger pour équilibrer leur taux de salinité. En osmose inverse, c’est ainsi l’eau douce qui attire l’eau de mer, qui perd son sel en passant à travers la membrane. Pour produire de l’énergie, pas besoin de se compliquer la tâche en inversant le procédé, l’osmose simple suffit. L’attirance de l’eau douce pour l’eau de mer fait qu’elle se jette sans réfléchir dans ses bras salés, et créé ainsi une surpression. Rien que de très humain, finalement, dans tout cela. Prise en flagrant délit d’attirance, l’eau douce est expulsée par un conduit pour faire tourner une turbine électrique.
1 700 tWh dans le monde
La technique est théoriquement applicable pratiquement partout où un cours d’eau rejoint la mer. Les ingénieurs-chercheurs de l’entreprise publique norvégienne qui développe ce projet, Statkraft, auraient calculé que le potentiel de production d’électricité par osmose dans le monde se monterait à 1 700 tWh, soit 50 % de la production électrique européenne. Reste à savoir quelle serait l’emprise au sol (ou sous-marine) de tels systèmes, et combien ce type de production énergétique coûterait. Les chercheurs qui travaillent sur le pilote annoncent un coût de production de 50 à 100 euros par mWh, sachant que le prix moyen européen est actuellement de 45 euros. Les roucoulades de l’eau douce et de l’eau salée pourraient ainsi devenir concurrentielles dans quelques années.
Alors, nouvelle énergie renouvelable marine miracle? Ou l’énergie marémotrice, l’énergie des courants marins, captée par les hydroliennes, et l’énergie des vagues et de la houle marine demeurent-t-elles plus simples et moins couteuses ? Vos avis nous intéressent.
++ Liens ++
- Le procédé expliqué en images (et en anglais) sur le site de la société Statkraft.
- Selon un article de la BBC, les critiques disent que cette technologie serait prohibitive et qu’il est difficile de trouver la membrane qui filtrent le sel tout en résistant à la pression.
- Wikipedia rappelle que l’osmose est aussi l’une des techniques par Coca Cola pour obtenir de l’eau douce pour ses boissons.
- Quand le monde a soif, Ecolo-Info
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“Le procédé est simple : deux réservoirs, l’un rempli d’eau salée, l’autre d’eau douce, sont mis en contact par le biais d’une membrane et les deux volumes tentent spontanément de se mélanger pour équilibrer leur taux de salinité. En osmose inverse, c’est ainsi l’eau douce qui attire l’eau de mer, qui perd son sel en passant à travers la membrane. ”
Faux: Pour procéder à la désalinisation (ou à la purification) de l’eau par osmose inverse, l’eau chargée (en sel ou en toxiques) doit nécessairement être mise sous pression. Dans le cas d’une installation domestique, c’est la pression du réseau de distribution d’eau qui est utilisée. La nécessité de pression appliquée à la solution concentrée est d’ailleurs clairement indiquée sur le schéma illustrant de votre article. Le terme “inverse” implique que le phénomène naturel d’osmose (solution diluée attirée vers solution chargée) est artificiellement inversé grâce à la pression exercée sur la solution chargée pour qu’elle passe à travers la membrane. L’osmose inverse n’est donc pas un processus spontané comme on pourrait le croire en lisant le deuxième paragraphe…
Le principe de production d’énergie par le phénomène naturel d’osmose entre l’eau douce et l’eau salée est par ailleurs très intéressant et nouveau. Merci pour cette information!
Merci Lo pour ton commentaire et cette précision !
En effet, en ne voulant pas m’appesantir sur l’osmose inverse, qui n’était pas l’objet de l’article, je suis allée un peu vite et on peut croire que tout ça se fait sans apport extérieur d’énergie, ce qui est loin d’être le cas de la désalinisation de l’eau. Cela en est même le principal problème.
Il me semble cependant que la purification par osmose inverse, avec une membrane, est moins énergivore que la purification par distillation, mais ce serait à vérifier.
Côté recherche, je sais en revanche que de nombreux travaux sont en cours pour mettre au point des systèmes gravitaires de filtration membranaire, que cela soit pour le traitement des eaux usées ou pour les intégrer à des process industriels.
C’est une énergie surprenante ! La première fois que j’en entends parler !
Cela dit plusieurs difficultés techniques me viennent à l’esprit:
- les membranes d’osmose nécessitent de l’eau ultra pure au cours des cycles de régénération. (Pour 5 litres d’eau du robinet qui passent dans un sens 4 doivent repasser en sens inverse pour déboucher les trous microscopiques des particules) Ce problème doit être amélioré dans des applications industrielles mais de toute façon il faudrait faire de l’osmose inverse pour fabriquer de l’eau pure.
- il faudrait installer les membranes dans un estuaire encaissé ou avec un petit massif à proximité, c’est souvent le cas en Corse par exemple mais très rare pour l’ensemble des cours d’eau. En effet si l’on a 120bars de pression osmotique il faut un tuyau qui remonte une pente sur 120m d’altitude, on ne va pas construire une tour de 120m !
- gérer une forte pression nécessite d’épaissir fortement les membranes, ce qui réduit donc le débit et donc l’énergie produite. 120 bars de pression ça me parait aussi peu accessible que des panneaux photovoltaïques à 90% de rendement…
- le premier schéma du clip est absurde car pour que l’eau de mer reste toujours aussi salée il faut une admission d’eau de mer non diluée au niveau des membranes, d’où une grosse perte d’énergie, même si le volume n’est pas important. On peut toutefois contourner ce problème avec le principe du bélier qui est très rentable mais c’est une pollution sonore et un défit technologique de l’agrandir.
Donc voilà si cela a une chance de fonctionner, c’est face à de grosses difficultés, et un rendement énergétique modeste. Et un coup énergétique certain pour fabriquer de telles infrastructures et renouveler les membranes régulièrement. Dans le domaine de l’écologie il ne faut rien mettre de coté mais un tel concept devrait être relégué aux défis du futur, vis à vis des autres énergies renouvelables comme l’éolien, le photovoltaïque et le marémotrice.
Quelle précision, Solipse, merci ! Les limites que tu soulèves sont très très intéressantes. Comme tout procédé membranaire, la question du colmatage est en effet un des principaux points problématiques. Et oui, je pense que le procédé n’est pas prêt pour passer à la production.
Ce qui est vraiment intéressant, finalement, dans cette histoire, est de se rendre compte à quel point l’énergie est partout, et à quel point on pourrait être inventif pour récupérer cette énergie naturelle. Pas forcément à des échelles industrielles, mais pour une consommation individuelle.
Je nage peut-être un peu trop dans le monde des Bisounours en rêvant de ça ! :) Mais je suis sûre que c’est en rêvant qu’on trouve les meilleures idées !
Elodie, tu as raison ! c est comme ca qu arrivent les meilleures idées :)
Merci solipse pour la connaissance.
observation, connaissance, reveries sont les clés.
ces sujets sont passionnants…
oui je pense aussi, ce serait génial. Passionant en tout cas de suivre votre discussion ! :)