#projet Kodama : Pourquoi vous voulez dessaler l’eau de mer si c’est l’habitat naturel des algues?

Plusieurs raisons à cela, déjà parce que l’eau de mer telle quelle ne peut pas être utilisée dans un procédé industriel à grande échelle. L’eau de mer contient beaucoup de micro-organismes gênants pour ce que l’on veut faire (des algues compétitrices, des bactéries en tout genre, des virus, voire même du zooplancton, des larves de crustacées ou d’amibes qui se régaleraient dans nos bioréacteurs et feraient chuter de manière catastrophique les rendements de culture de nos petites microalgues. Il convient donc de nettoyer au maximum l’eau avant, le dessalement - par évaporation et recondensation (distillation solaire) - permet ce nettoyage de la plupart des microorganismes problématiques.

OK ya des trucs dégueu dans l’eau à enlever, mais une filtration sur sable suffit généralement à nettoyer les microorganismes les plus gros, et des UV puissants peuvent achever les plus résistants d’entre eux donc pourquoi dessaler ?

Bonnes remarques ! En effet la filtration sur sable est un premier niveau de nettoyage de l’eau de culture et les UV sont une étape qui contribue beaucoup au nettoyage de l’eau. Mais il reste d’autres contraintes techniques : l’eau salée pose deux énormes soucis pour l’industrie, la tuyauterie métallique et les pompes vieillissent affreusement mal en univers salin, la tuyauterie alternative en plastique/plexiglass peuvent être des solutions très intéressantes pour certaines pièces, mais pour contrôler au mieux les cultures d’algues nous avons aussi besoin de bien contrôler les illuminations et les bullages d’air de nos algues et la cristallisation de sel sur les parois et diverses sondes est un sérieux problème qui risque d’empêcher de faire des cultures en continu et de forcer à faire des vidanges trop fréquentes pour nettoyage. Comme nous travaillons sur des micro-algues qui tolèrent aussi bien la salinité que l’eau douce, nous pensons plus pragmatique de directement nous passer du sel de l’eau.

La deuxième raison est que ces effluents de culture (l’eau « usée » en fin de procédé qui contiendra les déchets de culture et les nutriments non-utilisés par les algues) sera réépandue, au moins partiellement, dans les forêts où l’on a prélevé de la sève. Cela permet de compenser le déficit hydrique dû au prélèvement de sève et de favoriser la croissance des arbres toutes l’année sans être dépendants des contraintes météorologiques (les périodes de sécheresse) et de favoriser la captation du carbone par l’humus (voir paragraphe 1-c sur les bilan humiques).On comprend donc bien que le sel ne peut pas être répandu dans les forêts sans les tuer. Il faut donc dessaler, au coût le plus bas possible évidemment.

OK l’eau douce c’est mieux, alors pourquoi ne pas utiliser directement de l’eau de rivière ce serait tellement plus simple !

En effet ce serait plus simple, mais il y a un autre paramètre à prendre en compte : dans les décennies à venir les experts s’attendent à ce que de moins en moins de fleuves arrivent à leur embouchure faute de trop importants prélèvements pour l’agriculture ou les refroidissements des zones industrielles. De nombreux pays sont déjà en conflits ouverts à cause de fleuves qui arrivent complètement à sec après avoir traversé les pays voisins. Avec le réchauffement climatique et l’augmentation des besoins agricoles, l’eau douce va devenir une ressource de plus en plus rare et il n’est pas très raisonnable de tabler sur un approvisionnement par les fleuves et les lacs.

L’eau sur Terre est ultra largement salée et contenue dans les océans (97,25%) tandis que l’eau douce est majoritairement dans les glaciers et calotte polaires (2,05%) et les sous-sols (0.65%) Les lacs et fleuves constituent l’ultra minorité de l’eau douce disponible (0.01% et 0.0001%) (source : Pidwirny, M. (2006). "The Hydrologic Cycle". Fundamentals of Physical Geography), et ce sont déjà des ressources très sollicitées par les activités humaines. Il convient donc d’aller chercher l’eau où il y en a beaucoup et de développer un moyen de la récupérer pour le moins cher possible.

Ben justement, comment dessaler de l’eau pour pas cher ? !

Le plus simple est d’utiliser la source d’énergie la plus abondante sur Terre : le rayonnement solaire. Le soleil produit de la chaleur qui peut évaporer l’eau (c’est comme ça que se forme les nuages et la météo d’ailleur : l’eau de mer qui s’évapore). L’homme sait aujourd’hui fabriquer de merveilleux outils optiques pour condenser et focaliser les rayons lumineux et accélérer ce processus de manière passive (c’est-à-dire sans avoir à apporter d’énergie au système) grâce à des lentilles ou des miroirs sphériques, simplement en laissant se focaliser des rayons lumineux. Des technologies comme le four solaire d’Odeillo en France prouve qu’on sait aujourd’hui faire des miracles sans dépenser le moindre centime d’énergie en fonctionnement.

Des systèmes comme les pyramides à eau en Inde existent déjà et permettent de produire des quantité d’eau douce intéressantes pour de petit village pour des bâtiments assez modestes, mais ils se basent surtout sur l’effet de serre, pas sur la focalisation des rayons lumineux.

Le système que nous imaginons comporte donc diverses lentilles et miroirs qui accélèrent l’évaporation de l’eau salée. La recondensation de cette vapeur produira l’eau douce qui nous intéresse pour cultiver nos algues et ensuite réirriguer nos forêts et booster leur croissance et leur capacité à fixer du CO2. L’excédent sera aussi utilisable directement pour l’agriculture humaine. Le seul inconvénient pourrait être la taille des installations, mais c’est justement pour optimiser ces détails que nous avons besoin de mobiliser au plus vite sur ces questions des ingénieurs très compétents issus de l’académiques et des industries comparables.

Il n’y a pas des systèmes plus efficaces ? Comme les centrales d’osmose inverse par exemple ? ou de distillation flash ?

Si, il existe en effet des technologies de dessalement qui ont des rendements productifs largement supérieurs :

-L’osmose inverse est une technologie qui comprime l’eau sur des membranes aux porosités extrêmement fines pour que seulement l’eau la traverse et pas le sel (un peu comme une passoire qui retient les pâtes et laisse passer l’eau). Cette technique peut produire beaucoup d’eau avec une installation de taille relativement modeste. Elle produit par contre une eau si pure qu’il faut la resaler derrière pour qu’elle soit potable pour l’homme ou les plantes (c’est un peu une technologie surdimensionnée pour le besoin que l’on a). Mais son plus gros défaut est que cette technique est surtout affreusement énergivore, elle n’est viable que tant que des centrales énergétiques peuvent produire de l’électricité pour très peu cher (c’est le cas des pays producteurs de pétrole, ou connaissant de fortes activités géothermiques, mais ces pays sont peu nombreux, et le pétrole ne restera ni abondant, ni bon marché très longtemps) – sans parler du bilan carbone catastrophique de cette eau lorsque des centrales à charbon ou à pétrole sont construites à côté pour les alimenter en énergie. L’énergie peut éventuellement être produite par technologie renouvelable, mais il nous semble que dans le futur l’électricité verte sera mieux employée dans les filières où elle est réellement indispensable que là où l’on peut trouver des alternatives gratuites avec juste la chaleur solaire.

-Les techniques de distillations flash sont aussi intéressantes mais sont également affreusement énergivores : faire bouillir l’eau pour la recondenser ensuite. Le même problème du coût financier, énergétique et environnemental de cette eau adoucie persiste.

En bref il nous semble que l’objectif collectif est de produire une eau adoucie en ayant l’empreinte écologique et financière la plus basse possible. Tant pis si les besoins en surface au sol sont monstrueux pour obtenir un volume d’eau adoucie équivalent. Ce qui nous semble primordial est la cohérence de cette production d’eau douce avec les principes de la soutenabilité écologique : produire le plus avec le moins.

Présentation du projet Kodama > ici