Ingénierie du dessalement par osmose inverse et intégration des énergies renouvelables
Garcia Services Engineering accompagne l’étude, la conception et la supervision de solutions de traitement des eaux et de dessalement d’eau de mer, depuis l’analyse des besoins jusqu’à la mise en exploitation des installations.
Notre approche privilégie les technologies performantes, modulaires et adaptées aux réalités locales, avec une attention particulière portée à l’osmose inverse, à la maîtrise énergétique, à l’intégration des énergies renouvelables et à la gestion environnementale des installations.
Cette compétence s’appuie notamment sur une expérience de terrain engagée en Angola depuis 2014 et sur une réflexion technique développée autour de solutions applicables aux zones côtières confrontées à des difficultés structurelles d’approvisionnement en eau potable.
Transformer l’eau de mer en ressource durable
Le dessalement consiste à séparer les sels et autres éléments dissous présents dans l’eau de mer afin de produire une eau pouvant ensuite être conditionnée pour différents usages : eau potable, alimentation de collectivités, besoins industriels, agriculture ou infrastructures isolées.
Parmi les différentes technologies existantes, l’osmose inverse constitue aujourd’hui la solution de référence retenue par Garcia Services Engineering pour les installations de taille communautaire à industrielle.
Elle offre un excellent compromis entre maturité technologique, efficacité énergétique, modularité des installations et disponibilité des équipements. Le mémoire technique de GSE retient une consommation globale d’environ 2,5 à 4 kWh par m³ d’eau produite pour une installation moderne de dessalement par osmose inverse.
Le procédé de dessalement par osmose inverse
01 — Captage de l’eau de mer
L’eau brute est prélevée depuis le milieu marin au moyen d’une prise d’eau adaptée au site.
L’emplacement du captage constitue une étape déterminante du projet. La turbidité, la température, la charge organique, la présence éventuelle d’algues ou de contaminants ainsi que les caractéristiques du littoral influencent directement la conception et le coût de l’installation.
Pour les projets dépassant une petite installation communautaire, une aractérisation de l’eau brute sur un cycle saisonnier complet constitue une étape essentielle du dimensionnement.
02 — Prétraitement
Avant d’atteindre les membranes, l’eau de mer doit être préparée. Le prétraitement peut notamment comprendre le dégrillage, le tamisage, la décantation, la filtration et différents traitements destinés à limiter l’encrassement des équipements.
L’objectif est d’éliminer les matières en suspension et de protéger les membranes d’osmose inverse contre le colmatage, l’entartrage et les dégradations prématurées.
03 — Mise sous haute pression
L’osmose inverse repose sur l’application d’une pression supérieure à la pression osmotique naturelle de l’eau de mer.
Dans une installation industrielle, l’eau est généralement portée à une pression de l’ordre de 60 à 70 bars avant son passage à travers les membranes.
04 – Membranes d’osmose inverse
Sous l’effet de cette pression, l’eau traverse une membrane semi-perméable, qui laisse passer principalement les molécules d’eau tout en retenant les sels et une grande partie des composés dissous.
Le procédé sépare ainsi deux flux : le perméat, correspondant à l’eau dessalée, et le concentrat, constitué de l’eau présentant une concentration en sels plus élevée. Dans les configurations présentées dans le mémoire GSE, le taux de conversion est généralement légèrement inférieur à 50 %.
05 – Récupération d’énergie
La pompe haute pression constitue l’un des principaux consommateurs d’énergie d’une unité d’osmose inverse. Les installations modernes peuvent intégrer des Energy Recovery Devices (ERD), permettant de récupérer une partie
importante de l’énergie encore présente dans le concentrat sous pression.
Les meilleurs dispositifs isobares peuvent aujourd’hui atteindre des rendements de récupération supérieurs à 98 %, réduisant considérablement les besoins énergétiques du procédé.
06 – Reminéralisation et traitement final
L’eau issue de l’osmose inverse présente une très faible teneur en minéraux. Avant sa distribution, elle doit donc être stabilisée et reminéralisée – notamment par passage sur un lit de calcite ou de dolomie, ou par injection contrôlée de chaux et de CO₂ pour certaines installations.
La reminéralisation permet d’obtenir une eau chimiquement stable, compatible avec les exigences sanitaires et avec
les réseaux de distribution.
Dessalement & énergies renouvelables
Produire de l’eau sans déplacer le problème vers l’énergie
La production d’eau dessalée nécessite une quantité importante d’énergie. Pour Garcia Services Engineering, la réflexion autour du dessalement ne peut donc pas être dissociée de la question énergétique.
Notre approche vise à intégrer les énergies renouvelables dès la conception de l’installation, plutôt que de les ajouter ultérieurement comme simple compensation environnementale.
Le solaire photovoltaïque constitue notamment une solution particulièrement intéressante pour alimenter les pompes haute pression d’unités d’osmose inverse dans les régions disposant d’un fort potentiel solaire.
Selon les caractéristiques du projet et les ressources disponibles localement, différentes solutions peuvent être combinées : solaire photovoltaïque, énergie éolienne, biomasse et cogénération, micro-réseaux, raccordement réseau de secours, stockage énergétique.
L’hybridation des sources permet d’augmenter la résilience énergétique de l’installation et d’assurer la continuité de la production d’eau.
Stocker l’eau plutôt que l’électricité
L’une des particularités intéressantes du dessalement par osmose inverse est sa capacité à fonctionner avec une production énergétique variable lorsque l’installation est conçue à cet effet.
Dans certaines configurations, il peut ainsi être plus pertinent économiquement de produire davantage d’eau lorsque l’énergie renouvelable est disponible et de stocker cette eau dans des réservoirs, plutôt que de stocker de grandes quantités d’électricité dans des batteries.
Le mémoire technique GSE recommande ainsi, pour de nombreux projets, un stockage d’eau permettant de couvrir approximativement un à trois jours de consommation, accompagné si nécessaire d’un stockage électrique limité destiné aux automatismes et systèmes de contrôle.
La gestion de la saumure
Le dessalement doit également être pensé du côté du rejet.
L’osmose inverse ne fait pas disparaître les sels. Elle les concentre dans un second flux appelé saumure ou concentrat.
Avec un taux de conversion proche de 50 %, la production d’un mètre cube d’eau dessalée peut générer un volume comparable de concentrat dont la salinité atteint typiquement 65 à 70 g/L. Sa gestion doit donc faire partie intégrante
de la conception du projet.
Selon les caractéristiques du site, différentes solutions peuvent être étudiées : rejet marin par émissaire et diffuseurs correctement dimensionnés, dilution, évaporation solaire ou procédés spécifiques pour les zones environnementales
sensibles.
Tout projet côtier important doit notamment prendre en considération la dispersion du panache salin et assurer un suivi de la salinité, de la turbidité et des paramètres biologiques du milieu récepteur.
Une ingénierie complète du projet
Garcia Services Engineering peut intervenir comme partenaire d’ingénierie et de supervision technique tout au long du développement d’un projet de traitement des eaux ou de dessalement. Notre intervention peut couvrir :
- Étude préliminaire et analyse des besoins
- Analyse du site et de la qualité de l’eau brute
- Choix et comparaison des procédés
- Dimensionnement des capacités de production
- Intégration de l’osmose inverse et des systèmes de récupération d’énergie
- Étude de l’alimentation énergétique et des solutions renouvelables
- Génie civil et implantation des infrastructures
- Analyse des solutions de stockage
- Gestion des saumures et contraintes environnementales
- Préparation des cahiers des charges techniques
- Analyse et comparaison des fournisseurs
- Suivi technique des travaux
- Contrôle des équipements et installations
- Assistance aux essais, réception et mise en service
- Accompagnement de l’exploitation et de la maintenance.
Cette approche correspond au positionnement présenté dans le mémoire technique de GSE, depuis la conception initiale jusqu’à la réception des installations et à l’accompagnement de leur mise en exploitation.
Une expertise issue du terrain
Une expérience engagée en Angola depuis 2014
La réflexion de Garcia Services Engineering autour du traitement des eaux et du dessalement est issue d’une expérience concrète.
À partir de 2014, Ir. Luis Garcia a participé comme consultant à des projets de dessalement d’eau de mer en Angola, en collaboration avec des entreprises locales et des sociétés internationales de maintenance.
Ces travaux ont notamment conduit à des installations dans les régions de Lobito et Luanda, mises en service en 2017.
Cette expérience a ensuite conduit à une collaboration avec Pure Aqua Inc., autour d’équipements de traitement de l’eau de mer par osmose inverse et de filtration des eaux douces à différentes échelles.
Elle constitue aujourd’hui une base technique et opérationnelle pour l’étude de nouveaux projets associant eau, énergie et développement local.
Eau · Énergie · Agriculture
L’accès à l’eau ne constitue pas uniquement un enjeu sanitaire. Il peut également devenir un levier de développement économique, agricole et social.
Dans la région de Luanda, le projet Horta do Garcia illustre cette logique en associant agriculture, conservation des plantes, reforestation, développement de systèmes d’irrigation responsables et création d’activités locales.
Cette approche constitue une vision plus large du traitement de l’eau : produire une ressource locale, la gérer durablement et l’intégrer dans une véritable boucle eau-énergie-agriculture.
Des solutions modulaires, de l’installation locale au projet industriel
Le dessalement par osmose inverse permet d’envisager des installations extrêmement différentes selon les besoins. Une unité communautaire peut produire quelques dizaines de mètres cubes par jour, tandis qu’une installation destinée à une agglomération peut atteindre plusieurs dizaines ou centaines de milliers de mètres cubes quotidiennement.
Dans son mémoire technique, Garcia Services Engineering développe notamment cinq échelles de référence allant du point d’eau rural de 50 m³/jour jusqu’à la grande agglomération de 200 000 m³/jour. Cette modularité permet d’adapter progressivement l’investissement à la croissance réelle de la demande.
Une vision internationale
Les travaux de Garcia Services Engineering portent particulièrement sur les régions confrontées à une combinaison de trois enjeux : accès limité à l’eau potable, présence d’une ressource maritime disponible et fort potentiel d’énergies renouvelables.
L’expérience acquise en Angola constitue aujourd’hui le socle d’une réflexion plus large concernant notamment le Mozambique et la Guinée-Bissau, avec pour objectif le développement futur de solutions de traitement des eaux adaptées aux réalités techniques, économiques et environnementales locales.
Notre approche
Une eau de qualité
Une conception maîtrisée depuis le captage jusqu’au traitement final et à la distribution.
Une consommation énergétique maîtrisée
Optimisation des équipements, récupération d’énergie et recours aux sources renouvelables adaptées au projet.
Une installation durable
Sélection de technologies robustes, modulaires et maintenables localement.
Une approche environnementale globale
Intégration du captage marin, de la consommation énergétique, de la gestion des saumures et du suivi environnemental dès les premières phases du projet.
Un accompagnement d’ingénierie
Études, dimensionnement, cahier des charges, suivi de réalisation, réception et assistance à la mise en exploitation.
Vous développez un projet de traitement de l’eau, de dessalement ou d’infrastructure liée à l’eau ?
Garcia Services Engineering vous accompagne dans l’analyse technique, la conception, le dimensionnement et la supervision de votre projet.
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