Le dessalement de l’eau de mer est un moyen efficace de lutter contre le stress hydrique dans des régions littorales arides. C’est une solution à fort potentiel puisque 40 % de la population mondiale réside à moins de 100 km de la mer, et 25 % à moins de 25 km. Le dessalement est également un moyen adapté pour fournir de l’eau potable dans des zones où les ressources naturelles subissent un effet de salinisation : rivières, estuaires, eaux saumâtres intérieures ou souterraines, etc.
Dans le monde, près de 300 millions de personnes dépendent du dessalement de l’eau de mer, selon l’International Desalination Association (IDA).
Le dessalement représente des enjeux de santé publique, de résilience et d’adaptation aux effets du changement climatique, de dynamisme territorial voire de développement économique. Aujourd’hui, c’est un marché essentiellement municipal. Mais les industriels sont de plus en plus nombreux à faire appel à ces technologies, même si les installations restent de capacité moindre par rapport aux usines qui ont pour vocation de produire de l’eau potable.
Comment dessaler l’eau de mer ?
Avec une capacité de traitement cumulée d’environ 13 millions de m3 d’eau par jour sur plus 2 300 sites dans le monde et dans 44 pays, nous sommes le leader mondial du dessalement. Nous accompagnons les municipalités et les industries du monde entier à travers la mise en œuvre de stratégies de dessalement, que nous sommes les seuls au monde à maîtriser.
Une fois captée, l’eau en mer passe par plusieurs étapes de prétraitement avant son dessalement. Nous proposons deux orientations technologiques :
- Le dessalement par distillation : le sel et l’eau sont séparés lors de plusieurs cycles d’évaporation. On parle aussi de dessalement thermique.
- Le dessalement par traitement membranaire : la filtration s’effectue par osmose inverse, ce qui consiste à pousser l’eau sous haute pression à travers une membrane qui retient jusqu’à 95 % des particules de sel et 99 % des impuretés.
Nous pouvons combiner ces deux procédés dans des installations hybrides. Ensuite, l’eau dessalée subit différentes phases de post-traitement pour être reminéralisée et désinfectée.
Les énergies renouvelables et l'IA pour optimiser le dessalement
Le dessalement connaît actuellement une évolution majeure grâce à des avancées significatives. D'une part, l'intégration croissante des énergies renouvelables, notamment le solaire et l'éolien, combinée avec l’optimisation énergétique des procédés, transforme profondément le secteur. Cette transition énergétique permet non seulement de réduire considérablement l'empreinte carbone des installations, mais aussi d'abaisser les coûts opérationnels, rendant le dessalement accessible à un plus grand nombre de régions du globe. D'autre part, la digitalisation et l'intelligence artificielle améliorent grandement la gestion des installations. Ces technologies permettent notamment une maintenance prédictive sophistiquée des membranes d'osmose inverse, optimisant leur durée de vie et leur performance. Les algorithmes d'IA analysent en temps réel les paramètres de fonctionnement, anticipent les dysfonctionnements et ajustent automatiquement les conditions opératoires, garantissant ainsi une fiabilité accrue tout en réduisant les coûts de maintenance et de renouvellement.
En tant que collectivité territoriale ou industriel, quels sont les bénéfices du dessalement pour vous ?
- Vous exploitez une ressource inépuisable
- Vous permettez et sécurisez l’accès à la ressource en eau
- Vous améliorez la santé publique
Nous l’avons fait !
À Fujaïrah, aux Émirats arabes unis, pour répondre aux besoins en eau douce de la population et contribuer au développement de la région, nous avons construit l’usine de dessalement de Qifda, capable de produire 590 000 m3 d’eau dessalée par jour. L’originalité de ce projet réside dans la combinaison de nos deux grands procédés de dessalement : la distillation et le traitement membranaire.
Maroc
Veolia et le Royaume du Maroc lancent la construction de la plus grande usine de dessalement d'Afrique près de Rabat. Face à une sécheresse historique, l'installation, d'une capacité de 822 000 m3/jour, approvisionnera en eau potable 9,3 millions d'habitants. Exploitée par Veolia pendant 35 ans, elle utilisera des énergies renouvelables et aura ainsi un impact environnemental réduit.
En novembre 2015, nous avons signé́ un protocole d’accord avec une société publique d’investissement. Ce protocole porte sur la mise en œuvre conjointe d’une usine de dessalement d’eau de mer à Aktau, sur les côtes de la mer Caspienne. Cette nouvelle installation a une capacité de 125 000 m3/jour. L’objectif ? Fournir de l’eau aux sites industriels et à la population de deux villes principales de la région du Manguistaou : Aktau et Janaozen.
L’usine d’Az Zour South est la deuxième plus importante usine de dessalement d’eau de mer au Koweït fonctionnant par osmose inverse. Avec une capacité de 136 450 m3 d’eau traitée par jour, cette usine possède une particularité : l’eau de mer est préchauffée grâce à la chaleur fatale issue d’une centrale électrique toute proche, permettant une importante économie d’électricité sur le site.
Le saviez-vous ?
Comment fonctionne le processus de dessalement de l'eau de mer ?
Le processus de dessalement de l’eau de mer repose sur une série d’étapes rigoureusement contrôlées afin de garantir la production d’une eau de qualité tout en optimisant les performances énergétiques.
Plusieurs technologies permettent de séparer le sel et les impuretés de l’eau afin de la rendre potable ou utilisable pour des applications industrielles.
Tout commence par le prélèvement de l’eau brute, soit directement en mer, soit via des puits côtiers. L’eau ainsi prélevée est grossièrement filtrée pour ne pas endommager les pompes, puis subit un prétraitement, plus ou moins poussé selon la technologie de dessalement utilisée.
Le cœur du procédé de dessalement repose sur deux grandes technologies :
- la distillation thermique ou le dessalement thermique : l’eau de mer est chauffée, transformée en vapeur, puis condensée en eau douce. Cette technique comprend plusieurs variantes, notamment la distillation multi-étages (MSF) et la distillation multi-effets (MED), qui optimisent le rendement énergétique.
- l’osmose inverse ou le dessalement par traitement membranaire : L’eau salée est soumise à une pression élevée pour la faire passer à travers une membrane semi-perméable qui retient les sels et les impuretés. Ce procédé est aujourd’hui le plus utilisé en raison de sa consommation énergétique plus faible comparée aux solutions thermiques.
En fonction du contexte et des contraintes locales, ces deux technologies, distillation et osmose inverse, peuvent être utilisées seules ou faire l’objet d’une approche hybride où elles sont combinées pour optimiser le rendement et réduire la consommation énergétique. D’autres alternatives émergent, comme l’électrodialyse et la nano-filtration, offrant des options supplémentaires pour répondre aux défis liés à la raréfaction des ressources en eau douce.
Une fois dessalée, l’eau subit un post-traitement – reminéralisation et désinfection –, afin de la rendre propre à la consommation et de garantir sa conformité aux normes sanitaires avant distribution. Par ailleurs, la gestion des rejets salins est une composante essentielle du processus : les saumures issues du dessalement sont diluées et rejetées en milieu marin via des systèmes spécifiques afin de limiter leur impact environnemental.
Grâce à son expertise dans le traitement de l’eau, l’optimisation énergétique des procédés et le digital, Veolia conçoit des installations de dessalement qui allient performance, fiabilité et durabilité, répondant aux besoins des municipalités comme des industriels.
Où utilise-t-on principalement le dessalement de l'eau de mer ?
Le dessalement de l’eau de mer est principalement utilisé dans des zones où les ressources locales en eau douce sont limitées ou soumises à un stress hydrique important. On retrouve ces installations dans des régions arides ou semi-arides, notamment au Moyen-Orient, en Australie, dans certaines parties du sud de l’Europe et sur la côte ouest des États-Unis. Ces zones littorales, souvent soumises à une forte pression démographique et à des besoins en eau accrus, font appel au dessalement pour sécuriser l’approvisionnement en eau potable de leurs habitants et soutenir leur développement économique. Au Moyen-Orient, par exemple, le dessalement couvre jusqu’à 90 % des besoins en eau dans certains pays comme l’Arabie saoudite ou les Émirats arabes unis. En outre, de plus en plus d’industries, en particulier dans les secteurs pétrochimique, énergétique et manufacturier, utilisent également cette technologie pour répondre à leurs besoins en eau, notamment dans des géographies où l’accès à des ressources en eau de qualité est limité.
Quelles solutions pour améliorer l’efficacité énergétique des systèmes de dessalement ?
L’efficacité énergétique des systèmes de dessalement constitue un enjeu majeur face à l'augmentation des besoins en eau et aux contraintes environnementales. Aujourd’hui, les technologies les plus répandues, telles que l'osmose inverse, nécessitent encore une quantité significative d'énergie - entre 3 et 6 kWh par mètre cube d’eau dessalée, selon la salinité et les conditions spécifiques de l’installation. Toutefois, des avancées technologiques permettent de continuellement optimiser ces processus. Par exemple, l'intégration de systèmes de récupération d’énergie, qui peuvent réduire la consommation jusqu’à 60 %, représente une amélioration substantielle. Les installations hybrides, combinant distillation et osmose inverse, apportent, elles aussi, des bénéfices en termes de réduction de la demande énergétique. Le digital et l’intelligence artificielle contribuent également à améliorer les performances énergétiques des usines de dessalement, en particulier celles qui font appel à l’osmose inverse. Enfin, le choix de sources d’énergie renouvelable dans certains projets de dessalement, comme l’utilisation de panneaux solaires ou d'énergie éolienne, contribue à améliorer la durabilité environnementale de ces installations. Veolia s'efforce, dans chaque projet, d’optimiser l’efficacité énergétique tout en minimisant l'impact carbone, notamment en favorisant autant que possible l’intégration de sources d’énergie verte dans ses infrastructures de dessalement.