La Distillation

1 – la distillation

      La distillation occupe aujourd’hui environ 60% du marché mondial du dessalement. La distillation est la plus vielle et la plus rustique des techniques de dessalement. En fait elle reproduit en milieu industriel le processus naturel de dessalement. Il s’agit de chauffer l’eau de mer pour en vaporiser une partie. La vapeur ainsi produite ne contient pas de sels, il suffit alors de refaire passer cette vapeur à l’état liquide en la refoidissant pour obtenir de l’eau potable. L’inconvénient majeur des procédés de distillation est leur consommation énergétique importante liée à la chaleur latente de vaporisation de l’eau. En effet pour transformer 1 kg d’eau liquide en 1 kg de vapeur à la même température il faut environ 2250 Kilo-Joules (si le changement d’état se fait dans des conditions de pression normales). Afin de réduire la consommation d’énergie des procédés industriels, des procédés multiples effets qui permettent de réutiliser l’énergie libérée lors de la condensation ont été mis au point.

Sur ce montage, l’eau de mer contenue en 2 est chauffée au moyen d’un bec bunsen (en 1). L’eau se transforme alors en vapeur et passe en 3, où sa température est évaluée à l’aide d’un thermomètre (en 4). La vapeur passe ensuite en 5 dans la colonne réfrigérante (alimentée en eau froide par le 6 et le 7). Elle est alors condensée et redevient donc liquide. Ainsi en 8 on obtient de l’eau pure et parfaitement potable.

2 – La distillation Multi-Flash

     

La distillation multi-flash est un procédé développé dans les années 70. Il est aujourd’hui le procédé le plus utilisé au monde. L’intérêt du multi flash réside dans son faible coût énergétique. En effet, plus la pression est basse, plus la température à laquelle l’eau passe à l’état gazeux est faible (voir graphique en annexe).

 

Pour ce procédé, l’eau de mer est envoyée dans des conduits au bout desquels elle est chauffée à 120 °C, puis elle est ensuite introduite dans un compartiment où règne une pression réduite (sa température d’ébullition est donc plus basse, voir graphique en annexe). L’eau est alors instantanément transformée en vapeur par détente appelée Flash. La vapeur ainsi créée va monter au contact des premier conduits dans lesquels passent l’eau de mer. Les conduits sont assez froids ce qui provoque la condensation de cette vapeur qui et alors récupérée à l’état liquide. Pour l’eau qui ne s’est pas évaporée dans ce compartiments, elle est récupérée puis transférée dans un deuxième compartiments du même type mais avec une pression atmosphérique encore plus basse. Et ainsi l’opération est répétée plusieurs fois à la suite (d’où le nom de multi-flash). Il existe des usines de dessalement dans lesquels l’opération se répète dans 40 compartiments.

Le procédé multi-flash ne permet pas une flexibilité d’exploitation. Aucune variation de production n’est tolérée, c’est pourquoi ce procédé est surtout utilisé pour les très grandes capacités de plusieurs centaines de milliers de m3 d’eau dessalée par jour.

Lors du phénomène de flash des gouttelettes d’eau salée peuvent être entraînées avec la vapeur, elles sont séparées grâce à un dévésiculeur constitué par une sorte de grillage qui limite le passage des gouttelettes qui retombent alors au fond de l’enceinte.

 

 

3 – La distillation à Effets Multiples

La distillation à effets multiples est moins courante car elle ne permet pas de produire de grandes quantités d’eau douce et son installation est délicate et coûteuse. Mais cette technique permet des économies de l’ordre de 15% à 20% par rapport au multiflash. Le principe, simple, consiste en une association en série de modules évaporateur/condensateur dont la disposition permet de limiter les pertes thermiques et assure une grande faisabilité technique. De plus, ce procédé permet d’optimiser la récupération de la chaleur latente de condensation de l’eau.

 

 

4 – La distillation couplée à l’énergie nucléaire

L’énergie nucléaire devrait pouvoir émerger, dans un avenir proche, comme une importante source de puissance pour le dessalement. Des programmes de développement de réacteurs nucléaires dédiés au dessalement sont actuellement en cours. Les filières les plus évidentes sont celles qui ont été conçues pour la production de chaleur pour le chauffage urbain (notamment en Russie).

 

Les deux modèles sont prévus pour fonctionner en cogénération, c’est à dire pour la production simultanée d’électricité et d’eau douce. Une partie de la chaleur peut par conséquent être extraite sous forme de vapeur pour être ensuite canalisée, par l’intermédiaire d’un circuit supplémentaire, vers une usine de dessalement. On parle dans ce cas de couplage direct, car la chaleur est directement utilisée pour le dessalement sans avoir été au préalable convertie en électricité. La méthode de dessalement la plus appropriée dans ce cas est celle de la distillation.

 

4 – Avantages et inconvénients

Le principal inconvénient de la distillation est que le prix de ce procédé est assez cher. En effet cette technique utilise énormément d’énergie (chauffer l’eau, faire venir du gaz, du pétrôle ou encore de l’électricité jusqu’à l’usine). Le prix de l’eau augmente alors d’un euro par m3 d’eau. Ce procédé est réellement rentable que si la station de distillation se trouve près d’une source d’énergie bon marché. Cependant, même si le prix de ce procédé est assez cher, il reste le moins cher de tous les procédés. De même, l’avantage est qu’à une température de plus de 100°C, tous les microbes sont éradiqués.

 

5 Conclusion

La distillation, même si elle comporte quelques inconvénients ou même si elle coûte assez chère, est un procédé couramment utilisé pour le dessalement de l’eau de mer. C’est aussi un des plus connus et un des plus simples à reproduire. Seule l’énergie neccessaire est difficile à amener.

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