Mise en place de la configuration…

Travaux Personnels Encadrés Environnement et progrès Le dessalement de l’eau de mer par électrodialyse Bientôt « la mer à boire »… Romain Richard L’Hotellier Alexandre Pelourdeau Romain Stievenard 1ère S3 2006-2007

Introduction Richard Population mondiale triplée Besoins en eau consommable multipliés par 6 Consommation Humaine Agriculture Industrie Richard

Introduction Document 1 : Comparatif du stress hydrique et des carences en eau dans le monde en 1995 et 2025 Richard

Introduction Richard Population mondiale triplée Solution au manque Besoins en eau consommable multipliés par 6 Consommation Humaine Agriculture Industrie Richard Solution au manque L’agriculture consomme 70% des ressources d’eau potable dans le monde Remplacer l’eau consommée pour l’irrigation par de l’eau dessalée Économie considérable profitable pour l’homme

L’eau dessalée est-elle suffisamment saine pour l’agriculture ? Problématique L’eau dessalée est-elle suffisamment saine pour l’agriculture ? Étude du cas du dessalement par électrodialyse Richard

Plan Richard I) Qu’est ce qu’une eau dessalée ? a) Composition chimique et norme de potabilité b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants II) Les Procédés de dessalement a) L’électrodialyse b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable III) Les conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquences sur les sols b) Conséquences sur les plantes Richard

I) Qu’est ce qu’une eau dessalée ? Composition chimique et norme de potabilité b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants Na+ H2O Cl- Décret Sels minéraux Alex Hypertension Besoin Néfaste Organisme Flore Homme

Alex I) Qu’est-ce qu’une eau dessalée ? a) Composition chimique et norme de potabilité Dessalage, dessalement ou dessalaison : action de retirer le sel d’un corps  Pour un liquide : le rendre apte à la consommation Définition des seuils maximums : En France : Décret du code de la santé publique, basé sur les normes européennes Maximums admissibles : Na+ : 150 mg/L Cl- : 200 mg/L Moyenne de l’eau d’un puits français : Na+ : 4,4 mg/L Cl- : 7,0 mg/L  Test de la concentration par chromatographie Alex

Romain I) Qu’est-ce qu’une eau dessalée ? b) Influence d’une salinité trop importante sur les êtres vivants  Les êtres vivants ont des besoins particuliers en sels minéraux  Effets secondaires lors d’un dépassement du besoin  Voire dommages pour les plantes ( détails en 3ème partie )  Chez la plante  Ralentissement du développement de l’espèce  Influence néfaste des ions sodium (Na+) et peu bénéfique des ions chlorure (Cl-)  Chez l’être humain  Besoin vital de sel contre la déshydratation  Favorise le bon fonctionnement des systèmes nerveux, immunitaire et digestif  Peut provoquer une hypertension artérielle  Le sel est un danger potentiel pour l’Homme et la Plante Romain Plante avec sel Plante sans sel Au début de l’expérience Plante avec sel Plante sans sel Après 5 jours Expérience : Développement d’une rose dans l’eau salée

II) Les procédés de dessalement Le dessalement par électrodialyse b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable Séparation Migration Membrane Cationique Anode Ions Richard Distillation Pores Volatilité Dialyse Osmose inverse Filtration

But : Fonctionnement : Élimination des ions de l’eau II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse But : Élimination des ions de l’eau  Application à Na+ et Cl- : Dessalement Fonctionnement : Filtration par membranes anioniques et cationiques d’une solution soumise à un flux électrique entre une anode et une cathode Richard Animation par Romain Stievenard

Membranes Cationiques II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse Membranes Cationiques Membranes Anioniques Richard

Richard II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse - + G Richard Anode (-) Cathode (+)

Richard II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse Eau de mer, salée Richard

Richard II) Les procédés de dessalement a) Le dessalement par Électrodialyse Richard Saumure Eau dessalée

L’osmose inverse Alex II) Les procédés de dessalement b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable L’osmose inverse  Pores des membranes : de 0.5 à 1.5 nanomètres  Pression à appliquer : environ 200 bar  lourde infrastructure Osmose (A) : phénomène naturel  Migration de l’eau douce vers l’eau salée, plus concentrée Pression osmotique (B) :  Définit le point d’équilibre des 2 solutions  Dépend de la concentration de la solution la plus concentrée Osmose inverse (C) :  Pression appliquée pour recréer l’effet inverse de l’osmose Alex Document 2 : Schéma de principe du fonctionnement de l’osmose et de l’osmose inverse Source : Infographie réalisée par la société Odmer (voir sources : lesnouvelles.org)

 Meilleure efficacité de l’osmose inverse II) Les procédés de dessalement b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable La nanofiltration  Pores des membranes : de 4 à 5 nanomètres  Élimination des contaminants organiques et des ions en trop forte concentration comme les métaux lourds et le sel  Pression à appliquer : 10 à 30 bar  Meilleure efficacité de l’osmose inverse Alex

Source : Infographie Le Point extraite du n°1693 (Page 58) du 24/02/05 II) Les procédés de dessalement Document 3 : Fonctionnement de l’usine de dessalement par osmose inverse du Golfe d’Oman Alex Source : Infographie Le Point extraite du n°1693 (Page 58) du 24/02/05

La distillation Alex II) Les procédés de dessalement b) Les autres procédés de dessalaison, pour une eau saine et potable La distillation  Utilise la différence de volatilité des constituants  Le plus volatil a une température d'ébullition plus petite que le moins volatil  Séparation successive des éléments : coupe de distillation  Condensation de la vapeur : séparation des éléments  Distillat  Matière restante : résidu  Inconvénient : Le distillat n’est pas toujours pur, car il peut être définit par 2 constituants même non miscibles. Alex

III) Les conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquences sur les sols b) Conséquences sur les plantes Salinisation Solisols Efflorescence Sels minéraux Cultures tolérantes Irrigation Romain Besoin Sel Surplus Sève Évacuation Cellules Transport

Utilisation d’eau dessalée pour l’irrigation III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquence sur les sols Utilisation d’eau dessalée pour l’irrigation + Fortes probabilités Sols salins (salisols) Sols alcalins (sodiques ou solisols) Romain Formation de cristaux dans la terre Document 5 : Efflorescence saline à la surface d’un sol salé Source : Photographie Futura-Sciences

3 types de cultures face à la salinité d’un sol : III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée a) Conséquence sur les sols 3 types de cultures face à la salinité d’un sol :  Les cultures sensibles : Cs = 1,3 g/L  La plupart des fruits et arbres fruitiers  Certains légumes (carotte, haricot, radis…)  Les cultures à tolérance moyenne : Cs = 2,5 g/L  Les autres légumes  Les grandes cultures  Quelques fruits (olive, raisin, figue, grenade…)  Les cultures tolérantes : Cs = 5 g/L  Prairies  Cultures de coton, orge, colza et betteraves à sucre  Dattiers, cocotiers… Romain Cs : Concentration critique en sels du groupe de cultures

Alex III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée b) Conséquence sur les plantes Légère surconsommation de sel Transport normal à travers la plante par la sève Alex Les cellules se servent selon leur besoin Le surplus est évacué par les racines

Source : Article de l’Atlas de la biologie III) Les Conséquences de l’utilisation de l’eau dessalée Document 7 : Représentation schématique de l'évacuation du sel par les racines de la plante Alex Source : Article de l’Atlas de la biologie

Pourra-t-on appliquer cette économie à toute la planète ? Conclusion En faible concentration :  Évacuation du sel par les plantes  Pas de conséquences sur l’Homme L’électrodialyse permettant cette faible concentration :  L’eau dessalée par électrodialyse est assez saine pour l’agriculture  Économie considérable d’eau potable pour l’Homme Pourra-t-on appliquer cette économie à toute la planète ? Richard

Le dessalement de l’eau de mer par électrodialyse Nous vous remercions d’avoir suivi notre exposé… Richard Richard L’Hotellier Alexandre Pelourdeau Romain Stievenard 1ère S3 2006-2007

Travaux Personnels Encadrés Environnement et progrès Le dessalement de l’eau de mer par électrodialyse L’eau dessalée est-elle suffisamment saine pour l’agriculture ? Étude du cas du dessalement par électrodialyse Questions des examinateurs … Richard L’Hotellier Alexandre Pelourdeau Romain Stievenard 1ère S3 2006-2007

Fin.