Les eaux recyclées

Leur production se fait par le recyclage des eaux usées ; ce procédé est de plus en plus utilisé dans les grandes agglomérations, où en plus des difficultés pour l’approvisionnement en eau potable, le problème des eaux usées constituent un véritable casse tête pour les urbanistes. Ainsi dans la plupart de nos villes les eaux usées sont collecter et acheminées vers des stations d’épuration. Ces eaux épurées pourront être réutilisées pour le jardinage ou pour effectuer certaines tâches ménagères ou industrielles et ainsi contribuer à la diminution de la demande en eaux. Cependant ce procédé montre également des limites. En effet, beaucoup de stations d’épuration ont permis de réels progrès en matière de qualité d’eau, mais elles ne peuvent généralement traiter correctement les nitrates et/ou les phosphates, ni certains types de virus ou bactéries, et aucune des stations classiques n’est capable de suffisamment dégrader nombre des perturbateurs endocriniens qui y entrent. Certaines sont obsolètes, ou débordées à certaines époques ou par des flux d’eaux pluviales en cas de crues. Enfin, après le traitement de l’eau se pose le problème du devenir des boues d’épuration (parfois significativement contaminées par des polluants non dégradables, qui, si ces boues sont mal gérées, peuvent plus tard rejoindre les eaux superficielles ou la nappe phréatique).

Les eaux artificielles

La production des eaux artificielles nécessite un artifice (fusion, distillation…), par exemple la fusion des glaciers dans le Groenland, ou la distillation de l’eau de mer voir autres. Le dessalement de l’eau (également appelé dessalage ou désalinisation) est un processus qui permet d’obtenir de l’eau douce, (potable ou plus rarement en 27 raison du coût, utilisable pour l’irrigation), à partir d’une eau saumâtre ou salée notamment eau de mer. En dépit du nom, il s’agit rarement de retirer le sel de l’eau, mais plutôt l’inverse d’extraire de l’eau douce. Très généralement, il est plus simple et plus économique de rechercher des sources d’eau douce à traiter (eaux de surface, telles que lac et rivière, ou eau souterraine), que de dessaler l’eau de mer. Cependant, dans de nombreuses régions du monde, les sources d’eau douces sont inexistantes ou deviennent insuffisantes au regard de la croissance démographique ou de la production industrielle. D’autre part, il est souvent rentable de combiner la production d’eau douce avec une autre activité notamment la production d’énergie car la vapeur disponible à la sortie des turbines et perdue dans une usine classique est réutilisable dans une station de dessalement dite thermique ou fonctionnant sur le principe de l’évaporation. L’eau de mer est salée à peu près à 35g/L en général. Dans des régions comme le Golfe Persique la salinité atteint 42g/L. Pour séparer le sel il faut, du point de vue purement théorique et sans perte d’énergie (dessalement isentropique), environ 563 Wh par m³. Parmi les techniques de dessalement les plus utilisées on peut citer :  l’osmose inverse (technique membranaire) : les membranes utilisées ont des trous si petits que même les sels sont retenus. Cette technique est en plein essor et a montré, depuis plusieurs années, sa fiabilité. La consommation est de l’ordre de : ≈ 4-5 kWh/m³ ;  la distillation multi-effets : c’est un système demandant beaucoup d’énergie pour obtenir une eau très pure, l’énergie consommée avoisinerait 15 kWh/m³ ; 28  le Flash multi-étages ou système flash : utilisé dans les pays du Golfe le taux de sel résiduel est non négligeable, le coût énergétique est important environ 10 kWh/m³ et de l’ordre 5 kWh/m³ sous compression de vapeur ;  la distillation par dépression : la température d’évaporation dépend de la pression c’est un système très économique avec une eau très pure environ 2 à 3 kWh/m³. Ce système est utilisé pour de petites unités.  la distillation par four solaire : le four solaire a pour fonction de concentrer en une zone restreinte les rayons lumineux grâce à un miroir parabolique pour porter à haute température l’élément qui contient l’eau destinée à être évaporée .  l’électrolyse : On applique un courant électrique qui fait migrer les ions vers les électrodes. C’est un système très rentable pour les faibles concentrations ; l’énergie à mettre en jeu dépend de la concentration en sel. Dans tous les cas, Le dessalement produit une saumure dont il faut se débarrasser. En bord de mer c’est rarement un problème, par contre cela peut l’être à l’intérieur des terres, et dans certains écosystèmes comme les lagons. Le dessalement de l’eau de mer est un enjeu important pour l’avenir des régions arides. Moyennant un coût de production pouvant descendre à environ 0,5 $ par m³ pour les meilleurs projets récents (par osmose inverse), il est possible de résoudre les problèmes de manque d’eau potable dans de nombreux pays. Dans le cas d’une utilisation pour la consommation humaine, le dessalement d’eau de mer est une technique aujourd’hui fiable et moins onéreuse que la technique dite de recyclage des eaux usées. Il devient même rentable dans des pays développés ne manquant généralement pas d’eau, dans certaines situations spécifiques (par exemple des îles touristiques). 

Contamination et épuration de l’eau

Les critères chimiques généralement acceptés pour dire qu’une eau est non potable sont, comme nous l’avons vu précédemment, les taux d’ions et de certaines matières organiques qui constituent les indicateurs de pollution. Ces eaux d’alimentation malgré l’attention particulière qu’on leur porte, font l’objet fréquemment de contamination par les pesticides utilisées pour lutter contre les insectes, par les rejets industriels, la fermentation de la boue au fond des lacs…. La toxicologie prescrit des teneurs limites à ne pas dépasser pour des produits exerçant à plus moins longue échéance une influence néfaste pour la santé. Ceci conduit à définir des concentrations limite des éléments toxiques tolérables dans l’eau de boisson (voir tableau IV) [36]]