Énergies renouvelables et efficacité énergétique

Un des enjeux principaux au déploiement du dessalement de l’eau à grande échelle est la grande consommation énergétique des technologies de dessalement. D’une part, l’utilisation des technologies de dessalement dans les régions éloignées est souvent restreinte en raison de l’absence de sources d’énergie fiables. D’autre part, l’énergie nécessaire à la production d’eau douce engendre l’émission de GES et la pollution de l’air qui sont en partie responsables des changements climatiques qui à leur tour sont en partie responsables de la crise de l’eau. L’utilisation de sources d’énergies renouvelables pour l’exploitation des installations de dessalement est une solution qui permet de répondre à ces deux problématiques. (Mahmoudi et al., 2017) Comme l’illustre la figure 5.5, plusieurs sources d’énergies renouvelables sont disponibles : l’énergie des vagues, l’énergie des marées, l’énergie éolienne, l’énergie solaire, l’hydroélectricité ou l’énergie géothermique.

Figure 5.5 Technologies d’énergie renouvelable utilisée avec des technologies de dessalement (tiré de : Ahmed, Hashaikeh et Hilal, 2019)

Selon les caractéristiques du milieu, les différents types d’énergie renouvelable ont leurs aspects positifs et leurs inconvénients. La sélection du type d’énergie à utiliser devrait se faire en fonction des trois critères suivants : le type d’eau d’alimentation, le type de technologie de dessalement utilisée et la quantité d’eau à

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produire pour répondre à la demande. Une analyse approfondie devrait être faite en fonction de chaque cas spécifique puisqu’une bonne combinaison de technologie de dessalement, de type d’énergie renouvelable et de type d’eau d’alimentation permet une optimisation des ressources et une diminution des impacts négatifs reliés au dessalement de l’eau. (Mahmoudi et al., 2017)

Actuellement, les technologies de dessalement utilisant une source d’énergie renouvelable ne sont pas compétitives d’un point de vue économique par rapport aux technologies utilisant des sources d’énergie conventionnelles. Toutefois, les énergies renouvelables restent une avenue intéressante pour répondre à la demande en énergie des technologies de dessalement. Entre autres, l’énergie solaire fait l’objet d’un grand nombre d’études puisqu’elle est la source d’énergie la plus abondante sur Terre. Quelques études dénotent que plusieurs régions arides qui ont peu de ressources conventionnelles en eau douce ont un grand taux de radiations solaires. L’utilisation de l’énergie solaire pour l’exploitation des installations de dessalement a donc un fort potentiel dans ces régions. De plus, des études estiment que d’ici 2030, le coût de l’eau dessalée produite par osmose inverse et alimentée par une source d’énergie renouvelable sera sensiblement le même que le coût actuel de l’eau dessalé produit par osmose inverse et alimenté par des combustibles fossiles. (Ahmed et al., 2019)

Le recours aux énergies renouvelables offre la possibilité d’avoir une source d’énergie qui ne dépend pas de l'approvisionnement extérieur en intrant. Bien souvent, les villes situées dans les pays en développement n’ont pas accès à un système électrique fiable. L’intégration d’un système de dessalement à partir d’énergies renouvelables pourrait apporter des opportunités socio-économiques intéressantes et augmenter la qualité de vie des populations qui vivent dans des régions urbaines en développement. (Mahmoudi et al., 2017) Aussi, l’utilisation de sources d’énergie renouvelable permet la création d’unité de dessalement mobile et indépendante. Ce genre d’installation s’intègre bien pour répondre aux besoins en eau douce dans les milieux ruraux éloignés, sur les petites îles et dans les régions côtières. C’est aussi un outil d’adaptation possible pour répondre aux catastrophes naturelles affectant les ressources en eau douce disponibles. D’ailleurs, l’Institut de technologie des îles Canaries a récemment conçu une unité mobile de dessalement facile d’entretien, MORENA. Cette unité mobile utilise la technologie de l’osmose inverse et est alimentée par un système énergétique hybride, soit une combinaison entre l’énergie éolienne et l’énergie photovoltaïque. Notamment, l’unité mobile MORENA est utilisée dans un petit village de Tunisie, Ksar Guilenne, qui est située à 150 km d’une couverture électrique et à 60 km d’une source d’eau douce. (Mahmoudi et al., 2017) Aussi, une entreprise québécoise, ONEKA Technologies, a conçu une unité de dessalement pour répondre aux besoins en eau de petites communautés. Leur unité est conçue sous forme de bouée placée directement dans la mer ou dans l’océan comme il est possible de le constater sur la figure 5.6. (ONEKA, 2019)

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Figure 5.6 Unité de dessalement conçu par ONEKA Technologies (tiré de : ONEKA, 2019)

Les unités sont entièrement indépendantes puisqu’elles sont alimentées par l’énergie des vagues. Chaque bouée est théoriquement en mesure de produire jusqu’à 10 m3 _{d’eau douce par jour si elle est placée dans} les conditions adéquates. La hauteur optimale des vagues est entre 1 et 3 m. Cette unité utilise la technologie de l’osmose inverse pour produire de l’eau potable et l’achemine sur la terre ferme dans le biais d’un système de distribution. L’eau dessalée est ensuite acheminée sur la terre par un système d’alimentation. Bien entendu, pour que cette technique soit efficace, il faut que les bouées soient placées à des endroits stratégiques où la hauteur des vagues est assez grande pour produire l’énergie nécessaire au processus de dessalement. Cette technologie innovatrice est maintenant en phase de commercialisation depuis la fin de l’année 2018 suite à un investissement de 2 millions $ CAD. Leur premier marché cible : les Caraïbes. Les initiateurs de ce projet pensent se démarquer de leurs compétiteurs en raison des coûts économiques plus faibles associés à leur technologie qui pourrait faire économiser jusqu’à 70 % de la facture en eau des utilisateurs. Aussi, ils décrivent leur invention comme étant respectueuse de l’environnement. (ONEKA, 2019) Il sera intéressant de voir l’évolution de cette unité de dessalement afin de déterminer si elle répond aux prétentions de l’entreprise quant à son faible impact sur l’environnement et son faible coût économique.

Outre l’utilisation de sources d’énergies renouvelables pour alimenter les installations de dessalement, il existe plusieurs solutions afin de maximiser l’efficacité énergétique des installations et de diminuer les coûts d’exploitations. (Mahmoudi et al., 2017) Entre autres, il est possible de :

- Combiner une usine de dessalement de l’eau de mer avec une usine de production d’énergie. Par exemple, la vapeur d’eau qui sort des turbines à la suite de la production d’énergie peut être récupérée et utilisée comme eau douce au lieu d’être perdu dans une usine traditionnelle;

- Favoriser le développement des technologies de dessalement à faible consommation énergétique comme la distillation sur membrane (MD) et le dessalement par absorption (AD);

- Produire de l’eau douce par lot afin de minimiser la nécessité d’entreposer l’énergie;

- Utiliser la technologie de l’osmose inverse à capacité progressive afin de limiter l’utilisation de batteries, et de;

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- Connecter l’installation à une source d’énergie conventionnelle afin de l’utiliser comme source d’énergie secondaire. (Mahmoudi et al., 2017)

Il suffit d’investir dans le développement d’installation de dessalement qui permettent de répondre à la demande en eau douce tout en ne contribuant pas au réchauffement planétaire, soit en utilisant des sources d’énergie renouvelables.