« L’eau de mer, matière première de demain »
« L’eau de mer, matière première de demain »
N’utiliser l’eau douce que lorsque c’est réellement nécessaire doit être le crédo. Il existe un très fort potentiel dans ce sens, surtout dans l’agriculture et l’industrie.
La salinisation de nos eaux souterraines, résultat de la pression croissante de l’eau salée, est également un problème. (Illustration Deltares)
Le principe de l’osmose inverse est, comparée à la distillation, bien moins énergivore.
Une recherche complémentaire se concentre sur la réduction de la consommation d’énergie. Les systèmes hybrides montrent ici leur potentiel. (Photo Université de Gand)
La scientifique Marjolein Vanoppen est venue expliquer l’état d’avancée de différentes techniques.
L’importance de notre gestion de l’eau apparaît de jour en jour plus évidente. Et c’est heureux, car en dépit de notre réputation de pays pluvieux, nous avons tout de même notre part de problèmes dans ce domaine. Lors d’une conférence organisée par Fresh4Cs, des idées ont été échangées entre professionnels du pays et de l’étranger.
Fresh4C’s : pour un approvisionnement en eau douce durable
C’est le coordonnateur du projet, Bastiaan Notebaert, de Fresh4Cs, qui nous a expliqué ce que son organisation souhaitait réaliser. « Nos problèmes d’eau douce sont maintenant bien connus. Sa disponibilité devient un problème de plus en plus important dans nos régions côtières, en raison de la surexploitation, du changement climatique, de la demande accrue et de la diminution de la reconstitution naturelle. Cet événement constitue notre activité de départ. Notre projet réunit dix partenaires, de Belgique, des Pays-Bas et du Royaume-Uni, qui travaillent ensemble à la recherche d’un approvisionnement durable en eau douce, dans les régions côtières. Dans nos contrées, en hiver, de grands volumes d’eau sont évacués vers la mer. Il y a donc beaucoup de possibilités de stockage-tampon de cette eau. Dans cette optique, nous nous concentrons sur l’industrie, l’agriculture et l’écologie. Il existe également six sites de démonstration répartis dans les trois pays, où les parties intéressées peuvent visualiser certains concepts et techniques de leurs propres yeux. Ce premier événement proposait six exposés concernant différents défis. »
« Utiliser de l’eau salée là où c’est possible, et de l’eau douce uniquement lorsque c’est nécessaire »
Huub Rijnaarts, de l’Université de Wageningen, a immédiatement mis le doigt sur la plaie, avec un problème d’actualité : l’influence du changement climatique et comment nous pouvons y faire face. « Je vois deux conséquences importantes. L’élévation du niveau des eaux aura un impact énorme sur les zones côtières de la mer du Nord, c’est évident. Mais la salinisation de nos eaux souterraines, résultat de la pression croissante de l’eau salée, est également un problème. Un deuxième problème important est la sécheresse croissante. Ce n’est pas seulement le cas pour les régions côtières, mais aussi plus loin dans l’arrière-pays, le long de nos rivières. Dans notre région, les cours d’eau les plus importants sont le Rhin, la Meuse et l’Escaut, mais ils sont tous les trois sujets à la sécheresse pendant la saison estivale. Les prévisions d’il y a dix ans se sont avérées exactes lorsqu’elles déclaraient qu’aujourd’hui, nous connaîtrions des problèmes durant les périodes de sécheresse. Les prévisions pour les dix prochaines années annoncent une aggravation de la situation. »
« Nous devons dès à présent chercher des solutions, car les vieilles recettes, telles que des canalisations supplémentaires vers des réservoirs, ne suffisent plus. Nous avons besoin d’une vision globale à long terme, avec un changement d’approche vis-à-vis de l’eau salée. Cela fait des siècles que nous nous y opposons, mais à présent il nous faut changer notre fusil d’épaule. Il faut considérer l’eau de mer comme une matière première, et examiner où nous pouvons l’utiliser afin de relâcher la pression sur l’eau douce. On peut citer ici l’eau de refroidissement pour l’industrie. La technologie s’avère ici très importante pour faire de l’eau de mer une eau plus largement utilisable pour ce genre d’applications. Deuxième exemple de cette stratégie alternative, l’utilisation d’eau de mer pour les chasses d’eau des WC, ce qui supposerait quand même quelques travaux d’infrastructure. Non seulement pour l’acheminement, mais aussi pour l’évacuation, car nos réseaux d’égouts ne sont pas conçus pour l’eau salée. »
« Importance de la coopération, y compris sur le plan local »
Jan Verheeke, du MINAraad (Milieu en Natuurraad van Vlaanderen / Conseil Environnement et Nature de Flandre), est ensuite venu expliquer les besoins en matière de politique internationale et locale concernant des sources d’eau alternatives pour les zones côtières. Ces politiques se situent, pour Jan Verheeke, sur trois plans : international, européen et local. « Je distingue deux types de facteurs qui régissent la problématique de l’eau. Le premier groupe comprend les facteurs directs : je pense ici à la pression démographique et à la croissance économique qui influent sur la consommation de la population, l’industrie et l’agriculture. Je place dans le second groupe les facteurs indirects, tels que le changement climatique, qui conduisent à une élévation du niveau des mers et à des pénuries. Les relations mutuelles entre les défis et leurs causes sont très diverses. Pour conclure, je pense pouvoir affirmer qu’il faut coopérer, surtout sur le plan local. L’accent doit être mis sur une autorité efficace, avec de fortes relations de confiance entre tous les partenaires, à qui l’on accorde également le temps de construire ces relations. On crée ainsi un cercle de confiance qui permet aux gens d’aller dans une direction satisfaisante pour tout le monde, avec une attention portée aux intérêts de chacun. »
« La dynamique d’une gestion de l’eau exige des connaissances approfondies »
Alexander Van Den Boheede a ensuite parlé de l’infiltration d’eau salée dans les nappes aquifères. « L’eau apparaît pour la plupart des gens comme une certitude. Elle coule du robinet et ce sera toujours ainsi, semblent-ils penser. Rien n’est moins vrai. Il faut engager des actions pour un stockage tampon de notre eau douce. Cela nécessite une connaissance approfondie de la dynamique de la gestion de l’eau. Si on regarde la situation locale, on voit que les polders s’étendent sur environ 20 kilomètres à l’intérieur du pays. La ceinture de dunes va d’étroite sur la côte est, à 2 km sur la côte ouest. Pour étudier la distance verticale entre les couches d’eau salée et d’eau douce, nous pouvons nous baser sur les mesures de l’Université de Gand dans les années 1960. On voit que cette distance va de 2 m à plusieurs dizaines de mètres, mais on y constate une certaine logique. Pour le comprendre, il faut remonter à la dernière époque glaciaire. La mer était alors beaucoup plus au nord. Lorsque le niveau des eaux est monté, des zones similaires au Pays inondé de Saefthinghe ont été créées : des zones boueuses partiellement inondées. Mais à mesure que la population augmentait, il y a eu une grande vague de poldérisation de terres qui ont été transformées en terres agricoles à part entière. En conséquence, la région s’est trouvée traversée par des milliers de cours d’eau. Les agriculteurs travaillent selon le même schéma depuis des temps immémoriaux : En été, ils veulent que le niveau d’eau reste élevé pour pouvoir facilement irriguer. En hiver, par contre, ils veulent que le niveau de l’eau soit le plus bas possible, car ils veulent que les terres soient rapidement drainées. C’est quelque peu contradictoire avec le cours naturel de l’eau et est également en contradiction avec la situation dans les zones marécageuses. »
Le dessalement est-il la solution ?
L’explication la plus technique est venue de Marjolein Vanoppen, de l’Université de Gand. Dans un passionnant exposé, elle a présenté au public l’état de la recherche sur le dessalement. « Nous faisons face, actuellement, à une certaine pénurie d’eau dans notre pays. Au niveau mondial, nous sommes au 23e rang dans le classement des pays vulnérables sur ce plan. On le voit en particulier au niveau des nappes phréatiques. Actuellement (24/09, ndlr.) 85 % de nos points de mesure se situent à un niveau bas ou très bas. Cette situation est due non seulement à la sécheresse, mais la densité de population est également un aspect important. De plus, la densité des constructions dans nos régions rend difficile la collecte des eaux. La densité de population (nous allons, mondialement, vers les 9 milliards d’habitants) est un facteur important, car pas moins de 70 % de notre consommation d’eau va vers l’agriculture. D’autre part, 97 % de l’eau sur notre globe est salée, et donc inutilisable pour l’agriculture. En outre, sur les 3 % restants, seuls 0,5 % sont vraiment utilisables comme eau potable ; le reste se trouve, sous forme de glace, au Pôle Nord et au Pôle Sud. En d’autres termes, le dessalement est une piste très intéressante. Il existe, dans le monde, différentes installations, représentant au total une capacité de production de 95 millions de mètres cubes par jour, dans lesquelles l’eau saumâtre et l’eau de mer sont dessalées. Deux procédés sont couramment utilisés en la matière : l’osmose inverse et la distillation. Dans cette dernière méthode, le processus de dessalement est très énergivore, avec une consommation de 15 à 30 kWh par mètre cube. C’est la raison pour laquelle l’osmose inverse est de plus en plus utilisée pour le dessalement d’eau de mer. Le principe peut être comparé au fonctionnement d’un filtre à café, mais bien sûr avec beaucoup plus de contraintes. Grâce à un système de filtrage à étages, les bactéries, les virus et le calcium sont éliminés par micro ultra et nanofiltration. Les très fines particules, telles que le chlorite de sodium, sont ensuite éliminées par osmose inverse. Ce processus filtre l’eau si finement qu’il ne reste que de l’eau pure ; il faut même y ajouter du sel pour la transformer en eau potable. L’osmose inverse pose toutefois encore quelques problèmes. Ainsi, son rendement est relativement bas. La production de 1000 litres d’eau potable nécessite actuellement 2000 litres d’eau de mer. Comme il faut produire beaucoup de pression (de 50 à 60 bars) pour que le processus d’osmose inverse puisse se dérouler, il faut aussi de l’énergie, mais heureusement beaucoup moins que pour la distillation, et l’évolution est toujours à la baisse. Les installations de pointe utilisant ce procédé ne consomment que 2 à 4 kWh par mètre cube d’eau produite. Dans des circonstances idéales, nous devrions pouvoir réduire cette consommation à 1 kWh. »
« Entre-temps, nous étudions également d’autres principes pour utiliser moins d’énergie, comme dans le projet de recherche Revived. Nous utilisons pour ce dernier une approche hybride, avec une osmose inverse à énergie osmotique ou à dilution osmotique, en utilisant à la fois de l’eau de mer et de l’eau usée filtrée. De cette façon, l’énergie peut être générée à partir du sel par ‘électrodialyse inverse’ ou par osmose ‘à pression retardée’. Il y a deux avantages à cette approche : la part d’énergie renouvelable est plus grande et l’eau de rejet a une teneur en sel plus faible. »
Coup d’œil chez les voisins
Pour conclure, nous avons également jeté un coup d’œil chez nos voisins du Royaume-Uni. Steve Moncaster et Tom Ormesher ont fait un passionnant exposé sur la manière dont y sont relevé les défis. Steve Moncaster a traité de l’interaction entre les parties prenantes pour organiser la collecte de l’eau, ainsi que de l’utilisation des données pour surveiller et corriger cet objectif. Tom Ormesher a exposé quant à lui le point de vue du secteur agricole au RU. Il a insisté sur l’importance de l’organisation locale des agriculteurs, sur la définition d’une politique gratifiante et sur la nécessité d’une transmission de connaissances dans le cadre de cette matière passionnante.
Par Sammy Soetaert
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