Il est de plus en plus évident que la disponibilité de l’eau pourrait devenir une préoccupation majeure dans les années à venir. Des signes inquiétants, tels que l’appauvrissement des nappes phréatiques à certains moments, soulignent déjà cette problématique croissante.
Quand on sait que l’utilisation de l’eau potable par la population augmente avec le temps (149 litres par jour en moyenne en 2020 contre 106 litres en 1975) et qu’en 2021, 20% des Français auraient vu couler épisodiquement de leur robinet de l’eau non conforme aux normes de qualité, il est plus que temps de réagir.
Et si l’énergie solaire permettait d’améliorer notre traitement de l’eau afin de la purifier plus facilement en consommant un minimum d’énergie ? Et si, en prime, l’énergie solaire nous offrait la possibilité de dessaler la mer afin de réutiliser cette eau à des fins de consommation ?
C’est le pari fou de chercheurs du monde entier. Et oui : c’est possible !
Sommaire de l'article
I. L’énergie solaire : une source d’énergie renouvelable
Avant toutes choses, savez-vous ce qu’est précisément l’énergie solaire et connaissez-vous ses avantages ?
Pour faire simple : l’énergie solaire est une source d’énergie renouvelable qui utilise le rayonnement du soleil pour produire de l’électricité. Dans le cas des panneaux photovoltaïques, les cellules présentes sur ces équipements produisent de l’électricité brute à partir des rayons solaires. Toutefois, pour être utilisé, ce courant électrique doit être converti en énergie alternative en passant par un onduleur (ou micro onduleur). Puis, elle arrive au tableau électrique de la maison qui se chargera ensuite de l’envoyer dans tout l’habitat en fonction de vos besoins.
Comparée à d’autres sources d’énergie, l’énergie solaire présente de nombreux avantages. Elle est inépuisable, propre et disponible partout dans le monde. Ainsi, c’est une des énergies vertes qui peut nous aider, à terme, à nous passer de l’énergie fossile. À petite échelle pour le moment, mais qui sait : peut-être qu’un jour, nous aurons tous chez nous une installation solaire qui nous rendra autonomes énergétiquement ?
En ce qui concerne l’application de l’énergie photovoltaïque, en plus des panneaux solaires qui sont de plus en plus plébiscités par les particuliers et les professionnels, nous pensons aussi à la voiture solaire ou aux appareils domestiques solaires (des lumières par exemple).
Toutefois, ce n’est pas le sujet de notre article. Ce qui nous intéresse ici, c’est l’usage de l’énergie solaire pour le dessalement et la purification de l’eau. Vous verrez, en effet, que l’énergie solaire et l’eau sont étroitement liées. Ce qui nous offre une solution durable et respectueuse de l’environnement pour améliorer l’accessibilité à l’eau potable à travers le monde. Top non ?
II. Le dessalement de l’eau : un besoin crucial pour la population mondiale
Savez-vous que 300 millions de personnes dépendent du dessalement de l’eau de mer ?
Vous comprenez donc que le dessalement de l’eau n’est pas anodin. C’est un sujet de santé publique qui touche toutes les populations vivant à proximité de la mer (ou de l’océan). Surtout si ces zones connaissent ce que les spécialistes appellent un stress hydrique (autrement appelé “pénurie d’eau”). En France, nous pensons à toute la partie sud de pays qui connaît des périodes de sécheresse de plus en plus longues et intenses.
L’objectif de ce processus important : éliminer les sels et autres minéraux de l’eau de mer ou de l’eau saumâtre pour la rendre potable et/ou utilisable pour les cultures.
Actuellement, le dessalement est réalisé par diverses méthodes telles que le traitement membranaire, la distillation ou l’électrodialyse. Cependant, ces techniques nécessitent une grande quantité d’énergie ; ce qui, en plus d’être coûteux, a un réel impact environnemental.
C’est là que l’énergie solaire entre en jeu en venant alimenter les systèmes de dessalement, réduisant ainsi leur empreinte carbone et rendant, de ce fait, le processus plus durable.
C’est d’autant plus intéressant que les régions touchées par cette pénurie d’eau sont aussi celles qui disposent d’une énergie solaire abondante.
L’idée étant donc de créer un processus durable utilisant une ressource infinie (les rayons solaires) pour produire une ressource qui se raréfie (l’eau potable).
III. L’énergie solaire pour le dessalement et la purification de l’eau : comment ça marche ?
Attention à ne pas confondre dessalement et purification de l’eau. Le premier processus permet de retirer le sel et les minéraux de mer naturellement agressifs tandis que le second s’attaque aux bactéries.
Comme nous l’avons indiqué précédemment, il existe plusieurs techniques de dessalement de l’eau de mer (l’osmose inverse solaire et l’électrodialyse solaire en particulier). Ceci étant dit, nous commençons à évoquer, depuis quelques années, la possibilité de dessaler l’eau de mer grâce à l’énergie solaire. Ce qui représente une réelle avancée technologique (si vous en doutez, relisez le paragraphe précédent).
Voici comment ça marche :
- On met en place une cellule multifonctions qui, d’un côté, génère de l’électricité et, de l’autre, se sert de l’énergie thermique pour obliger l’évaporation de l’eau ;
- C’est à ce stade que tout se passe, car au lieu de laisser l’eau s’évaporer dans la nature, on la fait passer par des membranes hydrophobes afin de la dessaler ;
- On a même mis au point un système favorisant un taux de distillation plus élevé en laissant l’énergie thermique se déplacer au sein de cet empilement de membranes hydrophobes pour purifier une plus grande quantité d’eau.
1m² de ce système permettrait, selon les scientifiques, de distiller environ 1,6 litre d’eau par heure. L’idée étant évidemment de le produire à plus grande échelle pour supporter les besoins d’une ville (voire d’un pays).
Au fil du temps, d’autres procédés sont en train de voir le jour (et d’autres arriveront sans doute après publication de cet article).
D’ailleurs, en 2020, une équipe de chercheurs australiens a utilisé des composés de structures organométalliques (MOF) et un système solaire pour produire de l’eau potable. D’après eux, 1 kg de matériaux MOF permettrait de produire 139,5 litres d’eau par jour. Ce qui le rend bien plus performant (et moins énergivore) que le procédé par évaporation.
En 2023, des scientifiques suisses de l’École polytechnique fédérale de Lausanne ont mis au point un filtre qui utilise des nanotubes de carbone et des nanofils de dioxyde de titane pour purifier l’eau. Bien sûr, ce système utilise l’énergie solaire pour fonctionner. Sinon, nous n’en parlerons pas ici.
D’après les tests et résultats, les nanofils de titane seuls peuvent purifier l’eau de façon efficace. Toutefois, en ajoutant les nanotubes de carbone, les chercheurs voulaient être sûrs d’éliminer tous les agents pathogènes dangereux pour l’homme. A priori, pour le moment, ce système a fait ses preuves en éradiquant la célèbre bactérie E. coli qui a beaucoup fait parler d’elle ces derniers temps. Toutefois, les scientifiques sont persuadés qu’il pourrait aussi être utile pour éliminer les micropolluants présents dans l’eau à cause de l’activité humaine (pesticides, produits cosmétiques, résidus médicamenteux…).
IV. Les solutions de purification d’eau à usage domestique
Dans la partie précédente, nous nous sommes intéressés aux solutions pensées pour être utilisées à grande échelle. Mais savez-vous que vous pouvez aussi installer chez vous un purificateur d’eau solaire ?
On peut se dire qu’à première vue, en France, vu que l’eau potable est encore disponible en quantité suffisante pour assouvir les besoins de la population, ce type d’appareil est un gadget (au même titre que la carafe à filtre).
C’est faux ! Car installer un chauffe-eau solaire à domicile est un pas en avant vers une autonomie énergétique totale. Cela vous permet, en effet, de profiter d’une eau filtrée et chauffée pour les douches ou pour la vaisselle, par exemple.
Si vous partez souvent en voyage, vous pouvez acheter un matériel spécifique tel que le filtre à eau solaire GoSun Flow. Ce système peut filtrer environ 1 litre d’eau par minute en éliminant 99,99% des agents pathogènes (juste pour ne pas dire 100%…).
Chez vous, vous pouvez profiter d’un système de chauffe-eau solaire qui utilise des capteurs solaires thermiques pour, comme vous vous en doutez sûrement, chauffer votre eau.
À noter : il n’est plus obligé de mettre en place un système solaire dédié à ce type d’usage. Aujourd’hui, nos panneaux solaires peuvent s’en charger sans problème. Toutefois, sachez que l’installation d’un système solaire thermique pour chauffer votre eau domestique vous donne droit à des subventions complémentaires.
Vous voulez en savoir plus ? Contactez-nous et discutons de votre projet solaire. Vous possédez déjà une installation photovoltaïque que vous souhaitez rénover ou faire évoluer ? Vous êtes en train de réfléchir à la mise en place de panneaux solaires sur votre toit ? Dans les deux cas, nos experts sont à votre disposition pour vous conseiller et vous accompagner dans toutes les étapes importantes de votre projet solaire.
De plus, si le coût de ce type d’équipement vous freine (ce que nous comprenons tout à fait), sachez qu’il est aussi possible de le louer pendant 10 ou 20 ans et de mensualiser votre investissement total (tout en profitant de services annexes tels qu’une maintenance 24h/24h, 7j/7j).
