Le projet Zero Brine en passe d’être clôturé

L’année prochaine, le projet Zero Brine sera clôturé. Il a été lancé en 2017 par un consortium européen sous la direction de la TU Delft afin de récupérer des minéraux du sel tiré des eaux résiduaires (saumure). Zero Brine a réalisé quatre projets pilotes, notamment en Espagne, en Turquie, en Pologne et aux Pays-Bas. Nous nous sommes entretenus avec Roelof Moll, coordinateur de projet exécutant.

Zero Brine étudie des solutions pour diminuer les flux d’eaux résiduaires et d’eaux salées industrielles en récupérant les minéraux et l’eau propre et en les réutilisant.

Le but est de prouver que les minéraux, comme les sels de calcium et de magnésium, et l’eau propre peuvent être récupérés à partir des traitements industriels et qu’ils peuvent être réutilisés. Zero Brine intègre des technologies innovantes pour récupérer de l’eau et des minéraux d’une pureté d’une qualité suffisantes à des coûts maîtrisables. Le projet est exécuté par 22 partenaires d’instituts de recherche, d’entreprises de production, d’entreprises de construction et d’utilisateurs finaux de 10 pays. « Il ne faut certainement pas sous-estimer le niveau que l’on peut introduire ailleurs à partir de l’Europe », indique le coordinateur de projet, Roelof Moll. « Certains centres et universités ailleurs en Europe sont spécialisés et sont des partenaires à part entière. Je suis également impressionné par des techniques qui sont déjà utilisées partout, par exemple dans les ex-pays du Bloc de l’Est. » Le projet doit rendre aussi les pays européens moins dépendants d’autres grandes puissances. « En tant qu’Européens, nous devons développer nos technologies nous-mêmes, de manière à être autonomes et à ne pas dépendre de la Russie, de la Chine et de l’Amérique. Cela s’applique pour le magnésium, qui est un matériau de construction important. Nous aidons aussi les entreprises participantes par un business model, compte tenu des frais environnementaux pour le déversement, les productions de minéraux et les coûts énergétiques. »

Aux Pays-Bas, le projet se situe à proximité de l’usine d’eau industrielle d’Evides, dans la zone du Botlek à Rotterdam. A cet endroit, deux flux de résidus salés sont traités dans une installation de démonstration. La TU Delft a uni ses forces à l’entreprise néerlandaise de traitement de l’eau Lenntech (nanofiltration), à l’Université technique d’Athènes (évaporateur) et à l’Université de Palerme (cristallisateur). Dans l’installation d’essai, plusieurs techniques d’épuration, qui ont été testées séparément, ont été réunies. « Les techniques d’épuration, en tant que telles, ne sont pas neuves, mais leur association l’est », indique Roelof Moll. « Nous utilisons notamment des techniques pour tirer de l’eau des polluants organiques. Différentes techniques sont associées, comme l’électrodialyse, l’échange d’ions, la nanofiltration, l’évaporation, l’oxydation de matières organiques, l’EFC et une cristallisation avancée. Avec cette dernière technique, nous pouvons précipiter les minéraux sous la forme de cristaux. L’Université de Palerme, en Italie, a déjà réalisé des expériences réussies à l’aide de cette technique. Le résultat réside dans des eaux résiduaires plus pures. »

Un évaporateur a été également mis en service pour pouvoir séparer les matières solides des matières liquides. « Le grand évaporateur consomme beaucoup d’énergie », indique Roelof Moll. « L’Université technique nationale d’Athènes développe de nouvelles techniques d’évaporation. Nous avons rendu notre pilote de la zone du Botlek approprié pour l’utilisation de la chaleur résiduelle. Nous utilisons la chaleur résiduelle libérée. Nous utilisons la vapeur des processus industriels de l’environnement comme source d’énergie pour faire tourner les processus d’épuration, ce qui a une influence favorable sur les coûts et sur l’environnement. »

Grâce au projet, de très nombreuses matières premières sont déjà extraites. « A partir de la saumure d’Evides, nous avons pu extraire de nombreux minéraux, comme l’hydroxyde de magnésium », indique Roelof Moll. « Le chlorure de sodium n’est pas un bien aussi précieux, mais Evides peut parfaitement l’utiliser pour nettoyer ses machines. De même, nous pouvons extraire des sulfates et du calcium. Récemment, nous avons lancé un deuxième pilote pour pouvoir traiter le flux de saumure qui est généré lors du nettoyage des membranes. Nous examinons donc de près ce que nous pouvons en tirer. Nous sommes satisfaits des résultats. Evides a déclaré à l’université être satisfaite de la mise en place du pilote. Evides nous a déjà dit être tellement convaincue des résultats positifs de nos installations d’essai qu’elle continue à les utiliser. Elle pense en effet que l’environnement est important. Aujourd’hui, elle déverse encore la saumure à proximité de l’eau de surface salée, et cela n’est pas idéal. »

En Espagne, des tests sont aussi réalisés dans une usine de silicium pour extraire des eaux usées industrielles, en plus du sel, des minéraux de valeur comme le magnésium. « Le flux d’eau salée est aujourd’hui encore déchargé dans l’Ebre, fleuve d’eau douce », indique Roelof Moll. « Cela impose, cela va de soi, des limitations aux permis octroyés. Nous avons utilisé des membranes en combinaison avec des techniques de cristallisation, ce qui nous permet de diviser par deux le flux de sel. Auparavant, nous avions déjà de fortes indications que ceci offrirait de bonnes perspectives. Cela est aussi apparu clairement de l’usine pilote que nous y avons implantée. Grâce à notre installation, l’usine peut envisager de grandir au niveau production et de développer ses activités, bien entendu dans le cadre de son permis. »

Une usine-pilote a aussi été lancée dans une centrale à charbon en Pologne. « Nous avons recouru à l’osmose inverse et à l’électrodialyse pour épurer les eaux usées salées et en extraire les minéraux. » Un projet similaire a lieu dans une tannerie en Turquie. On recourt ici à la nanofiltration, à l’osmose inverse, à l’échange d’ions et à l’évaporation ainsi qu’à la cristallisation. « L’idée de combiner ces techniques n’est pas nouvelle. Mais une étape supplémentaire est franchie ici. Nous l’avons fait à l’échelle, ce qui est intéressant pour l’industrie. C’est de la recherche, mais pour la partie la plus importante, c’est un travail de développement. »

A la TU Delft, nous ne sommes pas engagés à la légère. Toutes les installations ont fait l’objet de tests approfondis dans un laboratoire (Bench-scale). « Il a été important de pouvoir exécuter ces épreuves », déclare Roelof Moll. « Si on ne le fait pas, on se heurte alors à de nombreuses maladies initiales lors du démarrage d’une installation dans un environnement industriel. Nous avons fait des recherches de manière à régler les conditions pour que les techniques soient efficaces. On voit alors les points importants et l’on peut observer si la technique est solide. On peut aussi voir si les tuyaux ne s’obstruent pas parce que, par exemple, des cristaux vont y adhérer. Nous vérifions aussi si les techniques fournissent d’autres résultats en été ou en hiver.

« En tant qu’Européens, nous devons développer nos technologies nous-mêmes, de manière à être autonomes et à ne pas dépendre de la Russie, de la Chine et de l’Amérique.

« Les techniques d’épuration, en tant que telles, ne sont pas neuves, mais leur association l’est »