Le traitement des eaux au Qatar Comment se fait la désalinisation de l’eau au Qatar? Projet MPS de P.Emilie, A.Tina et L.Arthur

L’Eau est vitale. L’organisme humain a besoin d’un minimum de 2 litres d’eau par jour pour survivre, mais chaque humain consomme en moyenne 350 litres d’eau par jour pour ses besoins domestiques soit 130 m3 par an. Il faut 10 litres d’eau pour fabriquer 1 litre d’essence. Il faut 324 000 litres d’eau pour fabriquer 1 tonne de papier. Il faut 1000 litres d’eau pour fabriquer 1kg de pommes de terres. Les activités économiques menacent la propreté des ressources. Ainsi, 1 goutte d’huile peut rendre impropre jusqu’a 25 litres d’eau. , 1 litre de pétrole peut rendre impropre jusqu’a 2 millions de litres d’eau. , 1 gramme d’herbicide peut rendre impropre jusqu’a 10 millions de litres d’eau. Pourtant l’eau est abondante, elle recouvre 75% de notre planète, mais elle est soit gelée en permanence, soit salée.

L’Eau au Qatar Le Qatar est le 5ème pays le plus pauvre en eaux naturelles avec un coefficient de disponibilité en eau par personne et par an de 94 m3. Ce pays a donc a été l’un des premiers pays à désaliniser l‘eau, depuis plus de 20 ans. La production quotidienne actuelle est d’environ 500 000 m3 et devrait atteindre 1.4 millions début 2011. La nouvelle usine Ras Girtas, au sud de Ras Laffan représentera 20 à 30 % de la production nationale. Sidem (branche de Véolia) est une entreprise française qui gère les 5 unités de dessalement au Qatar. Les techniques L’impact environnemental

I- Les techniques Il existe de nombreuses techniques de désalinisation. Au Qatar sont majoritairement utilisées, les quatre suivantes: A) MSF (Multi Stage Flash)  97.9 % B) Osmose inverse (2011)  (20 à 30 %) VC (Vapour Compression)  0.7% MED (Multi Effect Distilllation)  0.9 %

A) La technique de la désalinisation Multi Etages (ou MSF) Arrivée de vapeur d’eau Entrée de l’eau de mer 3)… et ressort pure. 1) L’eau de mer est chauffée par la chaudière H… Tandis que l’eau salée est traitée et rejetée a la mer. 2) …s’évapore et est recueillie par ‘collecteurs de condensation’ G ...

L’experience Réfrigérant à eau Colonne de distillation Eau de Mer Ballon Chauffe Ballon Distillat

A-t-on obtenu de l’eau pure ? On a obtenu un distillat. On veut savoir si c’est une distillat d’eau pure, donc pour cela il faut vérifier si il y a présence de sel ( NaCl ). Pour cela, il y a deux tests a faire : - la mise en évidence des ion sodium ( Na+ ) - La mise en évidence des ions chlorure ( Cl- )

Mise en évidence des ions Clˉ Afin de vérifier si le distillat n’est pas salé on réalise l’expérience de mise en évidence des ions Clˉ avec le test au nitrate d’argent. On ajoute quelques gouttes d’une solution de nitrate d’argent ( Ag+ + NO3ˉ ) à une solution d’acide chlorhydrique( H+ + Clˉ ). S il se forme un précipité blanc qui noircit à la lumière alors cette solution contient des ions Clˉ, sinon cette solution n’en contient pas. Donc on peut en conclure, d’après la photo si contre, que l eau de mer contient des ions Cl tandis que le distillat n’en contient pas. Equation de cette réaction: Ag+ + Clˉ → AgCl Distillat Eau de mer

la mise en évidence des ions sodium ( Na+ ) On prend un fil de fer, que l’on trempe dans notre distillat. On la passe au dessus d’une flamme. Si cette flamme devient jaune/orange alors il y a du sodium. Fil de fer Fil de fer trempé dans de l’eau salée On observe a la fin de notre expérience que la flamme reste bleue.

A) La technique de l’Osmose-Inverse Qu’est ce que l’Osmose? L’Osmose est un processus naturel qui fait passer un liquide dans un autre, du moins concentre vers le plus concentré, à travers une membrane spéciale. Ce phénomène se passe par exemple dans les cellules végétales. - Concentré + Concentré

Application aux végétaux : Comment l’eau pénètre-t-elle dans les cellules ? Expérience et observation : Sur une écaille de bulbe d’oignon rouge, on prélève un lambeau d’épiderme que l’on place dans un liquide de montage approprié, et que l’on observe au microscope.

Application aux végétaux : Comment l’eau pénètre-t-elle dans les cellules ? La photographie A présente des cellules, montées dans un milieu hypotonique, c’est-à-dire un milieu moins concentré en substances dissoutes que le suc vacuolaire. La photographie B montre ces mêmes cellules plongées dans un liquide hypertonique, c’est-à-dire un milieu plus concentré en substances dissoutes que le suc vacuolaire. On observe que les vacuoles ont subi alors une perte d’eau importante. La cellule est plasmolysée. C’est ainsi que se déroule le phénomène de l’osmose dans la nature.

Alors, qu’est ce que l’Osmose-Inverse? L’Osmose-Inverse consiste à faire passer le liquide le plus concentre au moins concentre grâce a une certaine pression exercée sur le liquide concentre ( Eau de mer) La membrane empêche les particules comme le sel de passer de l’autre côté, on obtiens donc: Une eau très salée Une eau pure + Concentré - Concentré

Pefficace = Ppompe - Posmotique

Eau de mer: Eau pure Eau concentrée en sel

I- L’impact environnemental Désaliniser l’eau demande énormément d’énergie et en conséquence, pollue. Comment le Qatar réduit ses émissions? A) Questions d’énergie B) L’exemple de Ras Girtas

A) Questions d’énergie Dessaler de l’eau, c’est bien beau mais ca demande de l’énergie, et produire de l’énergie ca pollue! La température d’un ballon de distillation de MSF est autour de 120°C . Pour produire une telle chaleur il faut environ 20 kWh/m3 ce qui est beaucoup d’énergie. C’est pour cela que les usines de dessalement sont a proximité d’une centrale électrique: c’est la chaleur produite par la centrale électrique qui est utilisée pour chauffer l’eau de mer. Ainsi, la consommation d’énergie est déjà réduite de 50 a 60%.

Ras Girtas, la plus grande centrale électrique et de dessalement d’eau du Moyen-Orient d'un coût avoisinant les 3,9 milliards $. Mais bruler du gaz, c’est polluer. Comment Ras Girtas réduit-elle ses émissions? Ras Girtas a installé des panneaux solaires sur ses unités de dessalement. Ainsi, la chaleur nécessaire est d’une part assurée par la chaleur produite dans la centrale électrique ( 60%) et d’autre part par ces panneaux solaires (40%). Ainsi lorsque le gaz se fera plus rare le Qatar sera en capacité de continuer sa production grâce a ses infrastructures d’énergie renouvelables. Cette centrale électrique produira 2 730 MW d'électricité, avec une fonction de dessalement de 240 mille de litres d'eau de mer par jour. ( 10 unités de désalinisation). Ces chiffres correspondent à 30% d'électricité et à 20% d'eau potable du réseau national. Le projet sera pleinement opérationnel en avril 2011. Avec plus de 25 000 milliards de m3, le Qatar possède la 3ème réserve de gaz naturel au monde derrière l'Iran et la Russie.

Desalination Plant Project Awarded to Descon, Qatar “Descon has been awarded the electro-mechanical erection works of the Desalination plant which is part of the Ras Laffan “C” IWPP Power Project in Qatar. Sidem, France is the EPC contractor for this plant. The project will be completed in the first half of 2010. The main work comprises of the installation and piping of the Evaporators. This is the third IWPP being step up by under Ras Laffan Power Company.This plant will provide 2,730MW of electricity and more than 286,000 cubic meters of desalinated water a day, making it the largest such plant in Qatar.”

Inconvénients Mais les procèdes d’OI et de MSF utilisent des produits chimiques nocifs, et produisent une grande quantité de déchets. La chlorine, les solutions d’alkaline et les désinfectants chimiques utilisés dans ces procèdes sont des substances polluantes et dangereuses pour l’environnement.

Donc le dessalement de l’eau au Qatar essaye de limiter sa pollution au niveau de l’énergie. Mais les eaux concentrées en sel sont déversées dans le réseau d’eaux usées du Qatar.  Comment les eaux usées sont elles traitées au Qatar?

Source des informations Notre projet portant sur le Qatar, il nous a été difficile de trouver des informations fiables sur internet car le Qatar protège ses informations très strictement. Voici les quelques sites que nous avons utilises: http://saline-varan.blogspot.com/2010/10/le-dessalement-de-leau-par-osmose.html http://tpedessa.e-monsite.com/ http://hmf.enseeiht.fr/travaux/CD0607/beiere/1/html/projet_dessalement2.html http://www.physagreg.fr/video.php http://georges.dolisi.free.fr/Microbio/TP/Turgescence.htm http://odpf.udppc.asso.fr/anterieures/xi/gr-5/Chapitre_I.pdf Nous avons eu la chance de rencontrer un ingénieur de Sidem travaillant à Ras Laffan, Gonzague de Lencquesaing qui nous a éclairé sur le sujet et nous a fait part de nombreux documents.