Étude de faisabilité d’une unité de dessalement d’eau de mer alimentée par énergie solaire pour de petites communautés isolées
Daniel R. Rousse, Vincent Deblock
: daniel.rousse@etsmtl.ca
Groupe t3e, École de technologie supérieure
Mots clés : Dessalement, énergie solaire, communauté isolée, bassin solaire, modélisation
Résumé :
La combinaison de la croissance démographique à l’évolution des modes de consommation intensifie l’utilisation d’eau douce, principalement dans le secteur agricole. Cette demande grandissante fait face à une diminution de l’offre en raison des changements climatiques et de la pollution. Cette pénurie entraîne des conséquences inégalitaires sur l’accès à l’eau et sur sa qualité. Les communautés isolées qui ne bénéficient pas de raccordement aux réseaux de distribution y sont particulièrement vulnérables. Les solutions envisageables consistent à diminuer la consommation, en réduisant les pertes ou en abaissant les utilisations, ou encore d’augmenter l’offre avec des sources non conventionnelles, comme le traitement des eaux usées ou le dessalement d’eau de mer, qui fait l’objet de cet article.
L’état de l’art réalisé sur les technologies de dessalement a permis d’identifier le bassin solaire comme une solution résiliente pour distiller l’eau de mer sous l’action du rayonnement solaire. Pour connaître sa productivité journalière moyenne, cet article propose de résoudre les bilans thermiques grâce à l’utilisation d’un modèle mathématique simulé sur Matlab. Une comparaison multicritère de plusieurs pays a permis de sélectionner l’Érythrée comme un pays où l’usage de bassins solaires serait pertinent. Des données météorologiques (irradiance, température ambiante, vitesse du vent) sont nécessaires à la simulation et ont été obtenues pour la ville d’Assab. Deux scénarios sont analysés, avec un bassin solaire conventionnel et un bassin à doubles étages, pour ensuite conclure sur leur faisabilité technique et économique.
Le bassin conventionnel du scénario 1 affiche une productivité journalière moyenne sur l’ensemble de l’année d’environ 5 L/m², contre environ 6 L/m² pour le bassin à doubles étages du scénario 2. Pour respecter les besoins journaliers estimés par l’OMS, de 50 L/personne, il faudrait environ 10 m² de bassin solaire par personne pour le scénario 1, contre un peu plus de 8 pour le scénario 2. Le bassin solaire du scénario 1 présente un coût total estimé à 200 $CDN, tandis que celui du scénario 2 est estimé à 295 $CDN. On obtient alors pour le bassin solaire conventionnel un coût spécifique de 21.2 $CDN/ contre 25.5 $CDN/ pour le bassin solaire à double étage.
La production par m² des deux bassins solaires reste relativement faible, et cela représente une surface importante lorsque l’on envisage de répondre aux besoins d’une communauté entière. Néanmoins, si de l’espace au sol est disponible, le bassin solaire apparait comme une solution robuste et résiliente comme source d’eau potable, ne serait-ce qu’en complément d’une autre source principale.
doi : https://doi.org/10.25855/SFT2023-017
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