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Le dessalement de l'eau par le nucléaire

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Julien Verreault-Berthelot

on 19 December 2013

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Transcript of Le dessalement de l'eau par le nucléaire

Le dessalement de l'eau par le nucléaire
La disponibilité en eau...
L'eau douce représente environ 3% des réserves mondiales d'eau (environ 35 millions de km cubes)
Cette eau se retrouve en majorité dans les calottes polaires ou dans les glaciers inatteignables.
Donc seulement 40 000 à 45 000 km cubes d'eau peuvent être réellement exploités par l'homme.
L'Afrique et le Moyen-Orient sont deux régions qui sont fortement confrontés à une pénurie d'eau douce.
Distillation
Réacteurs nucléaires
Ils peuvent être utilisés pour le dessalement de deux façons : production unique (chaleur, par exemple) ou production mixte (électricité et chaleur).
Dans les deux cas, le réacteur doit répondre à certaines conditions :
1 ) Avoir une puissance adaptée à la production unique ou à la production mixte
2) Être d'un modèle éprouvé garantissant la sûreté et la continuité de l'exploitation
3) Produire de la chaleur pouvant soutenir la concurrence économique avec les autres sources d'énergie disponibles.
Les dangers
Chaque litre d’eau produit par dessalement d’eau de mer grâce aux centrales nucléaires produit un litre de saumure, une solution concentrée de sels minéraux divers et de matières organiques, puis aussi en produits toxiques. Donc si cette saumure n’est pas fortement diluée avant d'être rejetée en mer, elle peut provoque la croissance de colonies d’algues, ce qui est fortement dangereux pour l'écosystème.
Les 2 procédés les plus communs
Osmose inversée
Consiste à faire évaporer l’eau de mer, soit en utilisant la chaleur des rayons solaires, soit en la chauffant dans une chaudière.L'énergie utilisée pour faire évaporer l'eau provient bien sûr de réacteurs nucléaires.

Seules les molécules d’eau s’échappent tandis que les sels dissous ainsi que toutes les autres substances contenues dans l’eau de mer restent dans la saumure concentrée (solution très salée). Il suffit alors de condenser la vapeur d’eau obtenue et y ajouter des sels pour produire de l'eau douce consommable.

Cette technique est délaissée de plus en plus au profit de l'osmose inversée, puisque le coût pour la distillation est beaucoup plus élevé que celui de l'osmose inversée
On doit premièrement filtrer l'eau de mer et la désinfecter afin de la débarrasser de ses éléments en suspension et de ses micro-organismes.

Ensuite on applique à cette eau salée une pression suffisante pour la faire passer à travers une membrane semi-perméable où seules les molécules d’eau traversent, ce qui fournit ainsi une eau douce potable. Pour se faire, on fait passer l’eau du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré.

Ce procédé fonctionne à température ambiante, il ne nécessite donc pas de changement de phase de l’eau traitée.


Usine de distillation à la centrale de Shevtchenko (URSS)
La taille des réacteurs nucléaires utilisés pour le dessalement de l'eau est très importante. Une installation nucléaire de 600 MW(e) pourrait fournir la chaleur nécessaire pour produire 700 000 à 800 000 mètres cubes d'eau douce par jour, ce qui est suffisant pour approvisionner une ville de un million et demi d'habitants.
Inconvénients
L’inconvénient majeur de ces systèmes est qu’ils sont très coûteux en énergie. Les installations sont peu rentables car les quantités d’énergie nécessaires au chauffage ou à la compression de l’eau sont trop élevées et les volumes produits trop faibles.
Exemple de réussite de cette technique...
Les succès historiques des expériences de dessalement nucléaire menées au Kazakhstan et au Japon ont prouvé que le dessalement nucléaire de l’eau de mer était bel et bien réalisable. Le BN-350, réacteur à neutrons rapides situé à Aktau (Kazakhstan), produit près de 135 MW d’électricité et 80 000 mètres cubes d’eau potable par jour depuis vingt-sept ans. 60 % de l’énergie produite est utilisée pour produire de la chaleur et dessaler de l’eau de mer. Au Japon, près de dix stations de dessalement couplées à des réacteurs à eau pressurisée (PWR) prévus pour générer de l’électricité ont également permis la production de 1 000 à 3 000 mètres cubes d’eau potable par jour.
Le prix est d'environ 0,40 à 0,80 euro le mètre cube pour l'osmose inverse et de 0,65 à 1,80 euro pour la distillation.
D'autre part, pour chaque mètre cube d'eau potable produite grâce à l'osmose inversée, les unités rejettent 1 mètre cube de saumure, alors que les unités de distillation en rejettent 9 mètres cubes. La saumure est deux fois plus concentrée en sel que l'eau de mer avec l'osmose inverse, et seulement 10 % à 15 % avec la distillation.
1-2 L'eau de mer est chauffée grâce à l'énergie nucléaire
3- L'eau s'évapore
4- La température est évaluée à l'aide d'un thermomètre
5- La vapeur passe ensuite dans la colonne réfrigérante (alimentée en eau froide par le 6-7)
8- L'eau est condensée et redevient liquide, on obtient de l'eau potable.
Autre impact négatif :
Utilisation d'additifs chimiques antisalissures ou anticorrosion
Le volume et la disponibilité de l’eau de mer n’ont pas de limites et peuvent être exploités à n'importe quel endroit.
Les coûts ont cependant beaucoup baissé depuis une vingtaine d’années donc cela devient une alternative économique par rapport à la construction de grosses infrastructures.
Avantages


Elle produit 120 000 mètres cube d'eau dessalée par jour en utilisant l'énergie d'une centrale nucléaire.
Membrane de filtration
Impacts de la centrale :
Impact visuel, au niveau du paysage
Bruit
Le dessalement pourrait devenir une solution à long terme pour fournir de l'eau aux grandes villes. On pourrait remplacer les combustibles fossiles utilisés pour alimenter en énergie la centrale par de l'énergie nucléaire, ce qui est beaucoup moins coûteux.
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