Une étude de Northwestern Engineering dévoile les complexités de l’utilisation du dessalement à rejet liquide nul (ZLD) pour lutter contre la pénurie d’eau, en soulignant les compromis importants en termes de consommation d’énergie, de coût et d’impact environnemental.
Face à l’accélération du changement climatique et à la pénurie croissante d’eau, la technologie de dessalement continue d’offrir une solution prometteuse en exploitant l’eau de mer. Cependant, des découvertes récentes soulignent les défis environnementaux, économiques et d’accessibilité importants qui accompagnent cette technologie.
Une équipe de recherche dirigée par Jennifer Dunn, professeure de génie chimique et biologique à l’Université Northwestern, a développé un modèle d’optimisation qui évalue l’efficacité et l’impact de l’intégration du rejet liquide nul (ZLD) dans les processus de dessalement.
Cette analyse innovante vise à découvrir l’équilibre entre la récupération accrue d’eau et les compromis associés en termes de consommation d’énergie, de charge environnementale et de coût financier.
« Le dessalement est crucial dans certaines régions, mais il ne peut pas être la seule réponse à la pénurie d'eau », a déclaré Dunn dans un communiqué. communiqué de presse.
Dans le dessalement traditionnel, l’eau de mer est filtrée à travers une membrane qui élimine le sel, produisant de l’eau douce et un sous-produit de saumure concentrée.
La technologie ZLD va encore plus loin en extrayant de l'eau supplémentaire de la saumure, réduisant ainsi le volume des déchets et augmentant la récupération globale d'eau. Bien que cela semble bénéfique, le procédé présente des défis considérables, notamment en termes de besoins énergétiques et d'impacts potentiels sur l'environnement.
Sur la base des résultats publié Dans Nature Water, le modèle de l'équipe, WaterTap, a analysé plusieurs scénarios pour améliorer l'efficacité du ZLD. L'étude a pris en compte sept options de trains de traitement différents qui intègrent diverses technologies pour obtenir un rejet liquide minimal.
« Le principal défi est qu’il faut beaucoup d’énergie pour dessaler l’eau et augmenter la production d’eau sans rejet de liquide », a ajouté M. Dunn, qui est également directeur du Center for Engineering Sustainability and Resilience. « Cette énergie a un coût environnemental élevé, surtout si les combustibles fossiles sont la principale source d’énergie. »
Les procédés de dessalement à forte intensité énergétique posent un double problème : la nécessité d’une énergie importante pour produire de l’eau douce et l’empreinte environnementale des sources d’énergie actuelles. Les énergies renouvelables sont à l’étude comme alternatives plus propres, mais leur déploiement varie considérablement en fonction du lieu et des infrastructures.
En outre, l’élimination de la saumure à forte salinité pose un autre problème environnemental majeur. De nombreuses usines de dessalement côtières rejettent la saumure dans l’océan, où les impacts écologiques à long terme restent incertains et potentiellement nocifs pour la vie marine dans certaines zones..
« Il n’existe pas suffisamment de données sur les effets de la saumure à forte salinité sur les écosystèmes marins », a ajouté M. Dunn. « Dans certaines zones, les dommages peuvent être minimes, mais dans d’autres, ils pourraient être perturbateurs. Nous travaillons à combler ces lacunes. »
Outre les défis environnementaux, le dessalement implique des coûts de construction, d’exploitation et de maintenance importants, ce qui en fait une solution moins viable pour les régions à faible revenu qui ont du mal à accéder à l’eau. Si certains pays proposent des subventions, ces aides financières sont souvent insuffisantes.
« Le dessalement ne peut pas être la seule solution », a ajouté M. Dunn. « Dans certaines régions, c'est essentiel, mais il doit faire partie d'une stratégie plus large de gestion de l'eau. »
Plusieurs pays adoptent une approche holistique en combinant le dessalement avec le recyclage de l’eau, la récupération des eaux de pluie et des mesures de conservation, une combinaison qui contribue à renforcer la résilience face aux fluctuations des ressources en eau et à la demande croissante.
« Pour réaliser de réels progrès, nous devons considérer cela comme un élément d’une stratégie de gestion de l’eau plus large et plus durable, adaptée aux besoins et aux contraintes uniques de chaque région », a conclu Dunn.
Alors que le monde est confronté à une pénurie d’eau, cette recherche souligne l’importance d’une stratégie à multiples facettes qui inclut, sans s’appuyer uniquement sur, la technologie de dessalement pour créer un avenir durable.