Sujet 02 : Les Atolls face au réchauffement climatique

Nombre de phénomènes climatiques extrêmes sont maintenant relevés chaque année, avec souvent un dénominateur commun : le réchauffement climatique. Nous essayons ici de décrypter ses effets sur les îles et les besoins en eau dans le pacifique.

Les Atolls face au réchauffement climatique

 

Le réchauffement climatique

Face au réchauffement climatique, les Atolls du Pacifique se retrouvent en première ligne.

Les scientifiques du GIEC (Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat) estiment maintenant une montée des eaux de +26 cm à +82 cm d’ici 2100 !

 

Un exemple, Tuvalu

Les Atolls, ces petits îlots faisant parfois moins de 100m de large pour 2 à 3 mètres de hauteur, sont déjà menacés par la montée des eaux.

En 2021, le ministre des affaires étrangères des îles Tuvalu (1200km au nord de Fiji), Simon Kofe, s’adressait aux dirigeants mondiaux à la COP26, les pieds dans l’eau, pour les alerter sur la montée des eaux qui menace son archipel.

 

Les conséquences du réchauffement climatique : au niveau local

• Des périodes de sécheresse plus longues et plus intenses (pouvant aller jusqu’à 8 mois).

• Une pluviométrie beaucoup plus importante lors de la saison humide.

• Des phénomènes météorologiques de plus grande ampleur (tempêtes tropicales, cyclones) qui ajoutés à la montée des eaux vont favoriser de fortes inondations.

 

Les conséquences du réchauffement climatique : le problème de l’eau

La salinité des lentilles d’eau douce et saumâtre présentes dans les sous-sols va fortement augmenter en raison de la montée des eaux et de l’infiltration d’eau de mer. Selon l’OMS, au-delà d’1g de sel par litre, l’eau devient non potable.

Les saisons sèches tendant à se prolonger et à devenir plus intenses, les besoins en eau vont s’amplifier lors de ces périodes.

Enfin, lors de la saison humide, la saison propice au stockage de l’eau, les inondations et phénomènes de grandes ampleurs augmentent le risque de pollution des réserves d’eau utilisées.

 

Les solutions possibles : atténuation et adaptation

La technologie solaire OSMOSUN s’inscrit dans une démarche d’atténuation du changement climatique en limitant les émissions de CO2 par l’usage de l’énergie solaire.

Elle s’inscrit aussi dans une démarche d’adaptation au changement climatique en allant chercher des ressources en eau infinie non menacées par le changement climatique. 

 

Sujet 01 : Les rejets de concentrats

Dans ce cinquième et dernier thème intitulé « Pour aller plus loin », nous nous penchons sur des sujets sur lesquels vous vous êtes et vous nous avez questionné. Aujourd’hui un sujet qui fait beaucoup débat sur les projets de dessalement : les rejets de concentrats.

Les rejets de concentrats

La production d’eau sursalée

Un litre d’eau de mer contient en moyenne à 35 g de sel.

Quand on produit de l’eau potable par osmose inverse, deux fluides sont produits : d’un côté un perméat, l’eau potable, et de l’autre un concentrat, l’eau concentrant les sels extraits de l’eau douce.

Ce fluide est rejeté dans l’Océan, moyennant des précautions spécifiques. Ces rejets sont règlementés dans tous les pays et les autorisations données systématiquement adaptées à la vulnérabilité de l’environnement marin local et sa biodiversité.

OSMOSUN applique 3 mesures spécifiques pour minimiser leur impact :

 

Les taux de conversion

Le taux de conversion est la quantité d’eau douce prélevée dans l’eau de mer.

Pour réduire l’impact des rejets, OSMOSUN utilise des taux de conversion bas, de l’ordre de 30% : A partir de 100L d’eau de mer, produire 30L d’eau potable et rejeter 70L d’eau de mer sursalée représente un taux de conversion de 30%.

Plus ce taux de conversion augmente, plus le rejet est salé et donc potentiellement nocif pour l’environnement.

Ce choix de mode de fonctionnement permet aussi de limiter la consommation énergétique et d’utiliser moins d’anti-tartre utilisé pour protéger les membranes contre un encrassement, augmentant ainsi leur la durée de vie.

 

La dilution

Pour réduire encore davantage la concentration de sel, OSMOSUN met en place des systèmes de dilution du concentrat avant de le rejeter en mer.

Ce mélange du concentrat avec de l’eau de mer ou d’autres sources d’eau peu salée permet de réduire le taux de sel dans le rejet à la mer.

Le niveau de salinité peut ainsi être défini par le volume de dilution pour se rapprocher le plus possible de la salinité de l’eau de mer.

 

La diffusion

Enfin pour éviter un effet de concentration du rejet sur une zone restreinte et l’impact potentiel associé sur la faune et la flore marine, OSMOSUN met en place des systèmes de diffusion des rejets, basés sur une étude de courantologie.

Les émissaires marins de rejets visent à une diffusion progressive et répartie de ce rejet sur une large zone ciblée pour sa capacité naturelle, via des courants, à disperser les fluides.

Via ces trois types de mesures, les projets OSMOSUN ont toujours obtenues les études d’impact environnemental requises pour leur bonne exécution.

Sujet 03 : Vulgarisation machine

Nous vous présentons, dans cet article, une machine que nous connaissons bien car, embarquée à bord de notre Catamaran, elle nous accompagne depuis maintenant presque un an sur la Kori Odyssey.

Vulgarisation machine

Une machine robuste et mobile

OSMOSUN produit aujourd’hui des machines sur mesure allant jusqu’à 10000 m3/Jour.

La plus petite des machines mobiles a été designée pour être transportée par deux personnes (environ 80kg), prendre peu de place (1,20m/0,8m/0,6m) et assurer l’accès à l’eau potable à des villages de 500 personnes.

L’implantation

Les unités OSMOSUN constituent le coeur du système de captage et de traitement d’eau de mer.

Pour les préserver, il est important de ne pas négliger la préfiltration de l’eau en amont.

En effet, la longévité des pompes de gavage, pompes hautes pressions, et membranes va dépendre de la qualité de l’eau en amont. La maintenance régulière (entretien du puits, des pompes, des tuyauteries, contrôle et nettoyage des filtres… ) est aussi gage de longévité.

Le cheminement de l’eau

Une fois que notre eau salée est propre, elle rentre dans l’unité de dessalement par le biais d’une pompe basse pression.

Après une dernière étape de filtration, l’eau est envoyée dans les membranes via la pompe à haute pression. Il en ressort un perméat (eau douce) et un concentrat (eau très salée).

Une production au fil du soleil

Comme expliqué sur le schéma ci-dessus, cette unité va produire au fil du soleil et peut aller jusqu’à 1400 litres par jour lors de journées bien ensoleillées.

Elle est très pratique pour des petites communautés isolées en complément de récupération d’eau de pluie. Grâce à sa transportabilité, elle peut aussi être utilisée en cas d’urgence sanitaire suite à des dégâts souvent dus à des catastrophes naturelles, sujet que nous aborderons prochainement.

 

Sujet 02 : Approvisionnement énergétique

Dans OSMOSUN, il y a “Osmo” et vous savez maintenant pourquoi après le sujet de la semaine dernière. Aujourd’hui, nous rentrons dans les coulisses du “Sun” pour ce deuxième article du thème 4.

Approvisionnement énergétique

Les panneaux solaires

Les panneaux solaires sont composés le plus souvent de Silicium.

L’atome de Silicium a, en effet, la propriété de voir ses électrons s’exciter au contact de la lumière du soleil.

Couplé à d’autres atomes, comme le Phosphore et le Bore, la création d’un courant électrique continu est possible.

Le courant continu

On observe donc un courant continu initié par l’excitation des électrons de l’atome de Silicium lorsque ceux-ci se retrouve exposés à la lumière du soleil.

À la différence d’une pile, c’est inépuisable, tant qu’il y a de la lumière, les électrons circulent, il y a du courant.

Technologie OSMOSUN

La technologie OSMOSUN permet d’alimenter en courant continu les machines sans repasser par du courant alternatif, courant que l’on retrouve sur le réseau Edf par exemple.

Comment ça marche ?

Le courant continu créé par les panneaux solaires va fluctuer en fonction de l’intensité lumineuse au cours de la journée. Pour pallier ce phénomène, une régulation électrique est mise en place au moyen d’un variateur de fréquence et grâce à l’utilisation de pompes à vitesse variables.

Accumulation hydraulique

Une régulation hydraulique est aussi présente grâce à un accumulateur hydraulique (de l’air et de l’eau gardé sous pression) qui vient compenser la perte de puissance solaire au cours de la journée.

Cette technologie est plus économique, et surtout moins polluante.

En effet, l’utilisation de courant continu nous permet de nous passer de batteries chères, polluantes, et peu robustes dans le temps.

 

Sujet 01 : Osmose inverse

OSMOSUN® est une entreprise créée pour répondre à une problématique claire : comment assurer l’accès à l’eau potable pour tous ?

Dans ce nouveau thème, on vous explique comment elle a su répondre à cette question de manière singulière grâce à la combinaison de deux technologies.

Osmose inverse

La membrane

L’objectif général de l’osmose inverse est de séparer les sels et autres minéraux des molécules d’eau.

Pour se faire, on projette l’eau à forte pression dans une membrane semi-perméable laissant passer uniquement l’eau pure.

Un collecteur au centre de cette membrane permet ensuite de collecter toute l’eau filtrée.

L’osmose

Dans le cas classique de l’osmose, si on verse deux solutions différentes dans des vases communicants séparés par une membrane semi-perméable, la solution la moins concentrée va se diriger vers la plus concentrée pour créer l’équilibre.

C’est la pression osmotique.

L’osmose inverse

Si on annule cette pression en appliquant une pression externe sur la solution concentrée, on change alors le sens de circulation du fluide.

Grâce à la membrane qui stoppe alors tous les éléments, on sépare l’eau pure de tous les minéraux dont le sel. C’est le principe de l’Osmose Inverse.

L’énergie solaire

Pour créer cette pression externe, on utilise, pour dessaler l’eau de mer, des pompes à hautes pression montant jusqu’à 60 bars.

Pour alimenter ces pompes, on a donc besoin d’une forte quantité d’énergie qui peut s’avérer très coûteuse et polluante.

C’est pour pallier ce problème qu’OSMOSUN® utilise principalement des panneaux solaires, et on vous explique comment dans notre prochain article.

 

Sujet 03 : Stockage et distribution collective sur les îles Hautes

C’est en direct de Fiji et de son île principale, Viti Levu, que nous vous proposons cet article consacré au stockage et à la distribution dans les îles hautes. Une manière de gérer l’eau qui se rapproche un peu plus des procédés continentaux par rapport aux îles atolls que nous voyions la semaine dernière.

Stockage et distribution collective sur les îles Hautes

Le Stockage

Le stockage se fait dans les mêmes cuves que sur les îles atolls (Thème 3 Article 2). Ces cuves, pouvant être à l’air libre ou enterrées, possèdent un système de ventilation et sont traitées, le plus souvent à l’aide de Chlore. Ce qui permet d’éviter la prolifération d’algues ou de bactéries.

Ces cuves sont positionnées en hauteur pour faciliter ensuite la distribution.

La distribution

Sur les îles hautes, la gravité faisant son travail, on peut retrouver un réseau d’eau en tuyauterie plastique ou cuivre alimentant directement les habitants chez eux. En parallèle, on y retrouve aussi parfois des bornes fontaines où l’eau est souvent de meilleure qualité.

Les limites

La qualité de ces réseaux va beaucoup dépendre du niveau de développement des îles.

Lors de périodes de stress hydrique importantes, (saison sèche qui s’éternise, catastrophe naturelle) les communes ou les États dans le besoin ont souvent recours à l’importation d’eau en bouteille pour compléter rapidement leurs besoins en eau.

L’exemple des Gambiers, Polynésie Française

Aux Gambier, petit archipel isolé à l’est de la Polynésie, le manque de financement ne permet pas à la commune d’entretenir durablement son réseau d’eau existant. Du fait des fuites et de la vétusté l’eau du réseau peut alors diminuer en quantité et en qualité, et présenter un risque sanitaire. Pour la boisson, la population se tourne alors vers la consommation d’eau en bouteille et d’eau de source naturelle.

 

Sujet 02 : Stockage et distribution collective dans les Atolls

La distribution et le stockage sont très différents selon les paramètres de l’île. Nous vous parlons donc dans ce 2ème sujet des îles atolls et la semaine prochaine pour notre dernier volet du thème 3 des îles hautes.

Stockage et distribution collective dans les Atolls

Le Stockage

Le stockage se fait dans des grandes cuves allant du simple mètre cube (1000L) à des centaines de milliers de litres. Les cuves vont se remplir d’eau de pluie pendant la saison humide et serviront de réserve pendant la saison sèche (qui peut durer jusqu’à 6 mois), elles sont adaptées à un stockage longue durée.

La distribution

Sur les Atolls, petits îlots sans relief, la distribution va se faire sous forme de bornes fontaine placées au centre du village. Les bornes se trouvant parfois à plusieurs kilomètres des habitations, on peut sans hésiter parler de « corvée d’eau ». La population a accès aux bornes fontaines grâce à une carte qu’ils rechargent à la mairie à un prix avantageux par rapport à l’eau en bouteille mais restant conséquent par rapport à une eau en réseau.

Les limites

Dans le cas où l’éloignement est important et les quantités conséquentes, la distribution peut se faire en camion-citerne directement à la maison (service payant).

Sur les Atolls, la mise en place d’un réseau d’eau collectif s’avère très difficile. En effet l’installation de canalisations est vite problématique en raison de la présence d’eau de mer dans les sols.  Lorsqu’un réseau est installé c’est la maintenance va poser problème, par manque de moyen principalement.

L’exemple de Hao, Polynésie Française

L’Atoll de Hao a eu son réseau d’eau pendant de nombreuses années grâce à la présence d’une base militaire sur place. Mais suite aux départs des militaires dans les années 2000, le manque de maintenance et de financement pour l’entretenir ont conduit à sa détérioration si bien qu’aujourd’hui il n’est plus en service, les bornes fontaines l’ont remplacé.

On vous décrit plus précisément dans notre dernier article le stockage et à la distribution collective dans les îles Hautes.

 

Sujet 01 : Stockage et distribution

C’est la rentrée pour la Kori Odyssey et pendant ce mois de septembre nous nous questionnerons lors de ce thème 3 sur les manières de stocker et de distribuer l’eau sur les îles du Pacifique. Vous verrez, dès aujourd’hui, qu’elles sont bien différentes par rapport à beaucoup de pays dans le monde.

Stockage et distribution individuelle

Cuve ou puits

Si vous vous baladez sur les îles du Pacifique, vous remarquerez la présence de grosses cuves en plastique dans tous les jardins. D’une capacité d’en général 7500L, mais parfois plus selon la capacité des foyers, elles servent en premier lieu à stocker l’eau de pluie pour la durée de la saison sèche, d’avril à octobre.

Les puits individuels sont également fréquents mais ne sont pas systématiques, cela dépend de la présence ou non d’une réserve d’eau souterraine (salée ou non) sous les terres.

Utilisation ménagère

Sur les Atolls, en Polynésie Française, l’eau stockée va largement dépendre des eaux de pluies. Cette eau peut être traitée afin d’être bue mais elle sert généralement davantage à la toilette, à la cuisine ou à la vaisselle.

L’eau des puits, selon les régions, peut servir aux mêmes tâches mais est souvent préférée pour l’évacuation des toilettes car elle est moins saine.

Et pour boire ?

L’eau gérée par la mairie peut être bue. Elle est, selon les îles, de prix et de qualité variable.

Pour boire, la population va souvent préférer boire de l’eau en bouteille importée par les bateaux qui assurent des liaisons régulières. Cette eau est plus coûteuse et plus polluante (utilisation de bouteilles plastiques ou de bidons), mais sa qualité est assurée.

Ça marche partout pareil ?

Dans des zones plus reculées et plus isolées, les habitants qui ont moins de moyens vont avoir des habitudes de consommation différentes. Ils vont boire l’eau de pluie ou issue de puits.

Cela peut engendrer des problèmes sanitaires, en effet ces eaux peuvent être contaminées par des déjections d’oiseaux ou de rats et le non traitement des eaux (Thème 2 Article 1) favorise la prolifération de bactéries.

Et quand les cuves sont vides ?

Lorsque les habitants arrivent à court de leur réserve d’eau, ils vont utiliser le réseau de la mairie, soit en allant directement à la borne fontaine remplir des bidons soit en faisant appel à un camion-citerne qui va venir remplir leurs cuves à eau.

Sur les îles hautes, on peut aussi retrouver un réseau d’eau classique alimentant les habitants directement chez eux et servant à l’usage domestique.

On vous le décrit plus précisément dans nos deux prochains articles consacrés au stockage et à la distribution collective.

 

Sujet 02 : Les procédés utilisés dans le Pacifique sud

La semaine dernière, nous vous parlions des différents procédés de traitement d’eau. Mais sont-ils utilisés dans le Pacifique sud et surtout pour quels types d’eau ? C’est ce que nous vous expliquons dans ce deuxième article sur les traitements d’eau dans le Pacifique sud.

Les procédés utilisés

L’eau de pluie

L’eau de pluie récoltée sur les toits se charge souvent en bactérie et matière en suspension. Son traitement par filtration et chloration ou rayonnement UV est fortement recommandé avant potabilisation.

Or, si les communes proposent de tels traitements avant distribution aux populations, rares sont les particuliers qui peuvent la traiter. En effet l’acheminement de chlore ou de produits chimiques dans les îles isolées est complexe et coûteux.

L’utilisation pour la boisson d’une telle eau non traitée, comme souvent dans le Pacifique, peut conduire à de graves problèmes de santé.

L’eau souterraine

La qualité de l’eau souterraine peut être très variée d’une île à une autre. L’eau peut être parfaitement douce et propre ou contaminée par l’intrusion de sel (eau saumâtre), de métaux lourds ou de virus et bactéries issues des fosses septiques alentour.

De fait, cette ressource dans le Pacifique est rarement utilisée comme eau potable sans traitement. Les particuliers l’utilisent avant tout pour la douche et les toilettes quand l’eau de pluie vient à manquer.

L’eau de surface

Cette eau de lac et rivière, absente dans les atolls, est la source principale d’eau dans les îles hautes. Sa qualité varie fortement selon la saisonnalité, elle est souvent très chargée en matière en suspension et peut, pendant la saison des pluies, arborer une couleur marron du fait d’une très forte turbidité.

Les traitements collectifs par filtration, floculation/décantation et chloration s’imposent avant potabilisation et distribution aux particuliers.

L’eau de mer

Pour l’eau de mer c’est un peu différent, le traitement par osmose inverse pour éliminer les sels, particules les plus fines, enlève également tous les autres minéraux de cette eau devenue pure.

L’ajout de minéraux, la reminéralisation, sert notamment à la préservation des canalisations qui supportent mal l’eau déminéralisée et s’oxydent à son contact.

Débarrassée de ses bactéries, l’eau est bien potable en sortie d’osmose inverse, on utilisera cependant une légère chloration pour la préserver durant son stockage.

Le stockage et la distribution, c’est d’ailleurs le sujet de notre prochain thème !

 

Sujet 01 : Le Traitement de l’eau

Presque 1 million de personnes meurent chaque année à cause d’une mauvaise qualité d’eau. Il existe pourtant de nombreux procédés permettant de la traiter et c’est ce que nous allons essayer de voir dans ce thème consacré au traitement de l’eau.

Les différents procédés

Qu’est-ce que l’on traite ?

Les matières en suspension sont les éléments ni flottants, ni décantables de l’eau. Elles sont visibles à l’œil nu, c’est elles qui rendent l’eau trouble.
Les virus et bactéries sont plus discrets et peuvent contaminer l’eau selon leurs natures et leur nombre. Ils se développent davantage
dans les eaux stagnantes et chaudes.
Enfin les minéraux et métaux lourds sont les éléments les plus fins que l’on puisse trouver dans l’eau, on les trouve, sauf contamination ponctuelle, principalement dans l’eau souterraine et l’eau de mer.

La filtration

La filtration est le plus simple des traitements. Elle consiste à faire passer l’eau à travers un milieu poreux pour la séparer de ses éléments solides.
Quand on utilise un filtre, on fait attention à la taille de la maille, selon ce que l’on veut enlever, et à son état car à l’usure les pores se bouchent ou pire se dilatent et le filtre n’est plus efficace.

 

Coagulation-floculation-décantation

Le nom vous paraît barbare ? Ce n’est pas si compliqué.
On ajoute à l’eau des sels métalliques pour que les petites particules flottantes puissent s’attacher entre elles, c’est la coagulation. Toutes ces particules forment ensuite des blocs assez lourds pour couler, c’est la floculation. Ces petites particules qui étaient autrefois en suspension sont maintenant assez lourdes pour tomber au fond de l’eau, c’est la décantation.

 

Et les plus petites bactéries ?

Certaines bactéries responsables des problèmes d’hygiène sont trop petites pour être piégées, il faut alors les tuer.
La chloration est souvent utilisée pour éliminer ces bactéries. Ce traitement chimique est rémanent, c’est-à-dire qu’il reste dans l’eau et agit en continu mais il laisse à l’eau un goût particulier.
Des lampes UV peuvent aussi être utilisées pour purifier de manière instantanée et ne pas altérer le goût de l’eau. En revanche, il faudra les utiliser régulièrement et en payer le coût énergétique.

L’osmose inverse

• Dans certains cas, comme dans le traitement de l’eau de mer ou de l’eau saumâtre, il faut se débarrasser de toutes les particules, même les minéraux les plus fins tels que les ions du sel ou les métaux lourds.

• L’osmose inverse (Thème 1 article 4) est alors d’une efficacité remarquable, elle ne laisse rien passer. Tellement remarquable que l’on doit parfois rajouter des composants pour stocker l’eau, on parle alors de post-traitement.

Et dans le pacifique sud ? L’eau est-elle traitée ?
On s’y intéresse la semaine prochaine.