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Le dessalement, la panacée
Pénurie d'eau
Publié dans La Presse de Tunisie le 09 - 08 - 2018

Au cours des dernières années, les problèmes de la quantité et de la qualité de l'eau en Tunisie se sont aggravés. Pour surmonter le dilemme de la pénurie d'eau potable, à usage domestique, industriel, touristique et agricole, de nombreux pays dont la Tunisie se sont orientés depuis les années soixante-dix du siècle précédent vers le dessalement de l'eau de mer et la réutilisation des eaux usées traitées.
La Tunisie est un pays semi-aride et aride sur la majeure partie de son territoire. Cette aridité conjuguée à la variabilité du climat fait de l'eau une ressource rare et inégalement répartie dans le pays. Dans l'optique d'atténuer le déséquilibre observé par cette répartition naturelle, le recours aux eaux non conventionnelles est de plus en plus nécessaire. Le dessalement des eaux saumâtres utilisant les énergies renouvelables constitue un pilier de la stratégie d'approvisionnement en eau en Tunisie.
Dans ce contexte, le ministère de l'Agriculture, des Ressources hydrauliques et de la Pêche s'est engagé avec l'appui des différents ministères impliqués d'activer le suivi du dossier relatif au dessalement des eaux saumâtres en utilisant les énergies renouvelables pour le développement du secteur agricole. Pour ce faire, un groupe de travail comptant des spécialistes a été créé suite à la demande du secrétaire d'Etat chargé des ressources hydrauliques et de la pêche. Ce groupe composé de représentants de divers ministères impliqués a pour mission d'élaborer un rapport de diagnostic de la situation actuelle de dessalement des eaux saumâtres en Tunisie en analysant toutes les études existantes et les résultats de recherche obtenus en la matière pour en tirer profit.
Des recommandations ont été émises, à savoir identifier les types de dessalement existants au niveau des centres de recherche, élaborer un plan national de dessalement des eaux saumâtres et mettre en place une ou deux unités pilotes pour le dessalement des eaux saumâtres en utilisant les énergies renouvelables.
A l'issue de son travail, le groupe a élaboré, en mars 2018, un rapport de diagnostic de la situation actuelle de dessalement des eaux saumâtres en Tunisie. C'est dans ce cadre que le Ministère de l'Agriculture, des Ressources hydrauliques et de la Pêche a organisé un atelier de travail pour analyser les résultats obtenus. L'objectif de cet atelier est de présenter aux différentes parties prenantes le rapport de diagnostic de la situation actuelle de dessalement des eaux saumâtres en Tunisie pour valider les données obtenues et de discuter des actions futures pour promouvoir cette technique en Tunisie à des fins agricoles. Le ministère de l'Agriculture est- il capable de régler le problème de l'eau ?
Evolution du système de dessalement des eaux en Tunisie
Dr Hamza Elfil chercheur et Directeur de laboratoire de traitement des eaux naturelles au Centre de recherches et des technologies des eaux a expliqué :
« La plus grande usine de dessalement d'eau de mer en Tunisie (50 mille m3/ jour) est entrée en production au mois de mai 2018 sur l'île de Djerba. Le dessalement de l'eau est devenu la plus importante ressource en eau non conventionnelle pour la plupart des pays, en particulier les pays arabes dont la majorité se trouve au-dessous du seuil de la pauvreté hydrique absolue (500 m3/an/personne), y compris la Tunisie».
Au cours des dernières années, les problèmes de la quantité et de la qualité de l'eau en Tunisie se sont aggravés. Pour surmonter le dilemme de la pénurie d'eau potable, à usage domestique, industriel, touristique et agricole, de nombreux pays se sont orientés depuis les années soixante-dix du siècle précédent vers le dessalement de l'eau de mer et la réutilisation des eaux usées après traitement.
Le responsable explique encore à ce propos : « La quantité d'eau produite dans le monde par les procédés de dessalement dépasse 100 millions de m3/Jour (86,8 en juin 2015) avec plus de 20.000 unités de dessalement. Le dessalement des eaux saumâtres (salinité entre 1 et 10 g/L), représente le quart de l'eau dessalée dans le monde tandis que le dessalement des eaux usées n'a pas dépassé le 6 % en 2015. Les pays du Golfe se classent en tête avec 53 %, suivis par l'Amérique du Nord (17 %) et les pays méditerranéens (15 %)».
En Afrique du Nord, l'Algérie arrive en tête avec 2,5 millions de m3/J tandis que la capacité de la Tunisie est encore inférieure à 300.000 m3/J dont la majorité provient des eaux saumâtres (salinité: 2 et 6 g/L).Plus de la moitié est destinée à l'eau potable et le reste distribué ente l'industrie (28 %), le tourisme (11 %) et l'agriculture (2 %). La technologie la plus utilisée en Tunisie pour séparer les sels de l'eau est le procédé de séparation membranaire utilisant le principe de l'osmose inverse. L'expérience tunisienne dans le dessalement de l'eau a démarré au début des années soixante au niveau de la recherche scientifique avec la conception, par le Centre de l'énergie atomique de la première génération d'un projet de centrale nucléaire à double objectif : la production d'une énergie de 75 MW et de 15.000 m3/jour d'eau douce à partir de l'eau de mer.
Une deuxième expérience extraordinaire a été lancée en 1981 à l'Institut de recherche scientifique et technique à Borj Cedria - Soliman, en coopération avec le Centre l'énergie atomique de France (CEA-Cadarache). Trois unités de dessalement ont été implantées utilisant des énergies renouvelables (photovoltaïque et éolienne). Malheureusement, ces unités n'ont pas été exploitées pour la Recherche-Développement en raison de la bureaucratie administrative, de la mentalité des chercheurs et de l'absence d'intelligence collective.
Dessalement de l'eau pour la consommation humaine
L'expérience tunisienne a démarré, au niveau des unités industrielles en 1995, (après une décevante expérience dans les îles Kerkennah en 1983) avec l'achèvement de l'usine de dessalement de Gabès. Cette usine, exploitée par la Sonede, est d'une capacité de 34.000 m3/J traite l'eau géothermale refroidie, de salinité d'environ 3 g/L, provenant d'El-Hamma. En 1999, deux stations sont entrées en production à Djerba et Zarzis avec des capacités respectives de 20.000 et 15.000 m3/J. Le coût de l'eau produite varie de 0,3 DT/m3 (Station de Gabès) à environ 0,7 DT/m3 (station de Djerba).
Depuis 5 ans, la Sonede s'est réorientée vers les unités de dessalement des eaux saumâtres de petite taille (800-6.000 m3/), principalement dans le sud-ouest du pays. Environ 15 unités d'une capacité globale d'environ 70.000 m3/J, sont installées ou en cours de réalisation. Il est à noter que les eaux produites, faiblement déminéralisées, sont mélangées avec les eaux brutes avant d'être distribuées aux consommateurs avec une salinité d'environ 1,5 g/L, sans dépasser la valeur maximale autorisée (2 g/L) par la norme Tunisienne NT09.14.
Dessalement de l'eau couplé aux énergies renouvelables
La première expérience rentable dans ce domaine est entamée en 2005 avec l'installation, au Sahara de Ksar Guilane (Douz-Kébili), d'une unité de dessalement des eaux souterraines thermiques (Salinité 5 g/L) utilisant l'énergie photovoltaïque (PV 10 Kwc). Cette unité produit 15 m3/J pour servir 130 familles. Ce projet est financé par la l'Espagne et supervisé par la Crda de Kébili et par l'Anme.
En 2013, la plus grande expérience tunisienne dans le dessalement par énergie renouvelable a été mise en route avec un projet financé par le Japon d'un coût de 20 millions de dinars. Cette station permet de produire 1.600 m3/J à partir des eaux saumâtres de salinité 9 g/L. La centrale PV, produisant 200 Kwc, ne peut servir que moins de 30 % du besoin énergétique de l'unité. Une expérience typique dans le domaine du dessalement et qui utilise plusieurs sources d'énergie renouvelable (PV et éolienne) est celle réalisée en 2009 au Centre de recherches des technologies de l'énergie dans le cadre d'un projet de recherche européen (Open-Gain FP6). Malheureusement, cette expérience n'a pas été valorisée, en dehors de la recherche et formation, comme la plupart des projets de recherche internationaux en Tunisie.
Dessalement dans le domaine agricole
Le dessalement d'eau a été adopté le secteur privé agricole depuis le début des années 2000. Parmi les premières entreprises agricoles qui ont intégré cette nouvelle technologie, on cite l'entreprise agricole La 5e Saison installée dans la région d'El Hamma - Gabès qui cultive les légumes sous-serres en particulier les tomates destinées à l'export. La meilleure salinité d'eau exigée par les tomates est 1,4 g/L. Une autre société — Sunlucar Floralia — est implantée sur 30 Ha à El-Alia dans la région de Bizerte pour la production, sous-serres et hors sol, de framboises et de fraises. Les meilleurs rendements de ces cultures exigent une eau d'irrigation de salinité de 0,5 g/L. Cette eau d'irrigation est produite par le procédé d'osmose inverse à partir des eaux de 4 forages dont la salinité varie entre 1,2 et 1,5 g/L. Le coût de production d'eau pour les 2 unités varie entre 1,5 et 1 DT/m3.
L'orientation du ministère de l'Agriculture vers le dessalement des eaux a été trop tardive. Il a adopté un nouveau code d'investissement agricole qui encourage les agriculteurs par l'octroi d'une subvention financière de 50% pour l'acquisition d'une unité de dessalement d'eau (décret n ° 389 du 9 mars 2017).
La mise en route de la première unité de dessalement d'eau à des fins agricoles (tomates et poivrons), a eu lieu en Juin 2016 à Algonate — Sidi Alwan, sous le contrôle du Commissariat Régional de l'agriculture Mahdia. Cette unité, financée (500.000 DT) par l'Union européenne, produit 200 m3/J d'eau faiblement déminéralisée (0,13 g/L) à partir d'une eau de forage de 4,7 g/L. L'eau osmosée est mélangée avec l'eau brute pour produire 300 m3/J d'eau d'irrigation d'une salinité de 1,5 g par litre. Les agriculteurs payent 0,35 DT/m3 d'eau alors que le coût réel (investissement et production) voisine le 1 DT/m3.
Il paraît également que les résultats de la 1ère année d'exploitation étaient très prometteurs en termes de production agricole et de gain. En effet, le rendement de la culture sous-serres des tomates et des poivrons a haussé d'environ 200 %. De ce fait, les agriculteurs ont accepté le principe de l'augmentation du prix de l'achat d'eau.
Il convient de noter, qu'en raison du coût élevé de l'eau produite par les procédés de dessalement, comparé à celui l'eau conventionnelle, il est nécessaire d'orienter l'évaluation du coût de l'eau produite par rapport à celui du produit agricole ayant une valeur ajoutée significative.
Au niveau de la planification, un comité chargé de préparer les directives d'un plan directeur de dessalement de l'eau dans le domaine agricole, est créé depuis une année. Il est supervisé par le Secrétaire d'Etat chargé des ressources hydriques et de la pêche. Les travaux de ce comité ont été présentés dans un atelier de restitution «Dessalement des eaux en utilisant les énergies renouvelables pour le développement du secteur agricole en Tunisie» qui a eu lieu, le 1er août 2018 à la Cité des Sciences — Tunis.
Dessalement dans les domaines industriel et touristique
L'utilisation industrielle des procédés de dessalement occupe la 2e place en Tunisie (28%), alors que le secteur touristique occupe la 3e (11 %), mais avec des spécificités différentes. La plupart des unités de dessalement dans les établissements industriels, traitent l'eau livrée par la Sonede. Le coût de production d'eau déminéralisée est relativement élevé. En effet, le coût se compose du coût d'achat de l'eau de la Sonede, du coût de l'Onas (assainissement virtuel dans plusieurs cas) et du coût du dessalement. Il est très élevé et dépasse celui de dessalement de l'eau de mer estimé à 3 DT/m3. Comparé à la valeur ajoutée du produit industriel, le coût de l'eau dessalée est considéré comme acceptable. En effet, supposant que le coût de production d'une bouteille de boisson gazeuse de 1L est égal à 1 DT, le coût de l'eau produite (0,003 DT/L) serait alors de l'ordre de 3% du coût du produit final.
En ce qui concerne le secteur du tourisme, de nombreuses unités touristiques ont eu recours aux procédés de dessalement des eaux des forages. Le coût du mètre cube d'eau produite est moins élevé que celui du réseau national et de meilleure qualité. En revanche, les unités de dessalement ne fonctionnent pas tout au long de l'année et nécessitent un maintien spécifique et des compétences techniques élevées. Ces compétences en matière de dessalement manquent chez les hôteliers et sont limitées dans d'autres domaines (exception faite pour la Sonede). Pour ces raisons, de nombreuses unités de dessalement se sont dégradées et leurs performances ont gravement chuté, ce qui induit une augmentation du coût de l'eau produite.
Le ratio annuel d'eau par habitant risque de s'aggraver en Tunisie et de chuter vers 360 m3 en l'an 2030. La quantité d'eau produite par les procédés de dessalement dans tous les domaines en Tunisie pourrait atteindre le million de m3/J d'ici l'an 2025 avec une évolution exceptionnelle dans le secteur agricole et celui de l'eau de mer. Ainsi, et en raison du coût élevé du dessalement de l'eau, des difficultés de maîtriser les technologies évolutives du dessalement, des nombreux acteurs dans le domaine (agriculture, industrie, tourisme, médecine et consommation humaine à grande et petite échelle), le danger de sous-estimation de la protection des nappes d'eau et du manque de compétences dans le domaine du dessalement de l'eau aussi bien au niveau universitaire qu'au niveau industriel, il est recommandé au ministère de l'agriculture, qui a entamé depuis une année la préparation plan directeur pour le dessalement des eaux d'irrigation, de planifier la création d'une agence nationale de maîtrise et de promotion du dessalement des eaux.
Cette agence aurait pour objectif, entre autres, de mettre en place un plan national de dessalement des eaux et de transfert et de commercialisation des technologies (TTC) de dessalement des eaux à l'intérieur et à l'extérieur du pays (public et privé) à l'instar de l'Espagne qui est devenue le leader européen en TTC de dessalement.
Plusieurs unités de dessalement de l'eau de mer
La Tunisie a pris beaucoup de retard dans le domaine du dessalement de l'eau de mer. Cette technique a démarré dans le monde depuis près d'un demi-siècle. Les raisons de ce retard sont dues principalement aux coûts élevés. La première expérience tunisienne, programmée depuis une dizaine d'années, a été marquée par de nombreuses infractions, en particulier par la société «Princesse holding dessalement», spécialement créée pour mettre la main sur ce projet et sur les futurs projets de dessalement de l'eau de mer.
L'usine de Djerba a démarré en mai 2018 avec un coût d'environ 200 millions DT et une capacité de 50.000 m3/J. La Sonede a également programmé plusieurs unités de dessalement d'eau de mer de grandes et de petites capacités (Menzel Témime, Kssour Essef et Zarzis).
La plupart d'entre elles sont encore au stade de l'étude (impact sur l'environnement) ou d'appels d'offres. A titre d'exemple, la station de Gabès, d'une capacité de 50.000 m3/J extensible à 100.000 m3/J, a été financée par l'Allemagne pour un coût dépassant les 200 millions de dinars. En raison de la pollution marine de la ville de Gabès et de ses banlieues, la ville de Zarate a été choisie pour l'implantation de la station. D'une capacité de 100.000 m3/J et extensible à 200.000 m3/J, la station de Sfax, dont le coût frôle le milliard de dinars, devrait entrer en production en 2022. La station de Sousse de capacité de 50.000 m3/J et extensible à 100.000 m3/J entrera, quant à elle, en production à l'horizon 2020.
L'impact sur l'environnement
Le rejet des eaux de dessalement est considéré peu polluant comparé aux effluents industriels et aux eaux usées traitées. Cependant, il est indispensable de réaliser des travaux de recherche scientifique relatifs à l'impact à moyen et long terme du rejet des eaux de dessalement sur l'environnement. Le taux de rejet d'eau, fortement salée, se situe entre 30 et 150 % de la quantité d'eau produite par les procédés de dessalement.
Le taux de conversion (quantité d'eau produite / quantité d'eau brute) varie de 40 à 45 % pour le dessalement d'eau de mer. Ce qui signifie que pour chaque 1.000 m3 d'eau produits, 1.200 et 1.500 m3 sont ramenés à la mer avec une salinité comprise entre 70 et 75 g/l. La salinité de la mer méditerranéenne est d'environ 40 g/l. Bien que les pays méditerranéens dessalent environ 15 millions de m3/j, les études approfondies et les recherches scientifiques sur l'impact de ces rejets sur l'écosystème marin sont quasiment inexistantes.
Les procédés de dessalement des eaux saumâtres sont à l'origine de rejets représentant entre 25 à 35% de la quantité traitée ; ce qui signifie que 30 % des eaux souterraines dessalées deviennent des saumures rejetées dans la nature. Ainsi, une partie importante de la réserve des nappes utilisées pour le dessalement est gaspillée ou non exploitée. Le taux de rejet pourrait être réduit en optimisant les procédés d'osmose inversée ou en intégrant d'autres technologies comme la Nanofiltration (NF). Cette technologie, semblable de celle d'OI, n'est efficace que pour des eaux de salinité inférieure à 6 g/l. Ce procédé a l'avantage de réduire le taux de rejet à 15-20 % et nécessite moins d'énergie.
Les eaux de rejet de dessalement deviennent une source de problème quand les unités de dessalement sont implantées loin de la mer ou non raccordées à un canal de drainage. Ces rejets sont parfois déchargés dans des lacs salés, tels que Chott Ejjerid, ils peuvent également être déchargés dans des étangs d'évaporation (petit lac artificiel) comme le cas de trois unités de dessalement de Matmata, de Ben Guerdane et de Sidi Alwan-Mahdia. L'étang d'évaporation Matmata, d'une superficie de 20 ha, reçoit une eau de rejet de 12 g/l. Après moins de 2 ans, la salinité de l'étang a dépassé les 140 g/l. Plusieurs unités de dessalement des eaux d'irrigation déversent également les rejets dans des puits abandonnés, ce qui provoque la salinité des nappes phréatiques.
La question qui se pose souvent est-il possible de valoriser ces saumures et d'extraire des sels à valeur ajoutée autre que le sel de cuisine (Naci) !?
Des travaux de recherche au Centre national de recherches en science des matériaux ont montré la faisabilité d'extraire, à partir des saumures, des sels à valeur ajoutée. Cependant, la rentabilité technico-économique n'est pas garantie pour de faibles quantités de saumures comme le cas de l'étang d'évaporation de Matmata (20 ha). La nature des sels qui peuvent être valorisés change également d'une nappe phréatique à une autre.


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