Déchets générés par l'usine

Dans un premier temps, il convient de connaître les différents rejets de l'usine pour appliquer la démarche adéquate permettant de protéger au mieux l'environnement.

                                       

Les concentrats ou saumures sont les effluents issus des procédés de dessalements de l'eau de mer (dans notre cas l'osmose inverse). Ces effluents contiennent tous les sels contenus initialement dans l'eau de mer. C'est pourquoi les concentrations en sels peuvent être deux fois plus importantes que celles présentes initialement dans l'eau de mer.   

Quant aux boues, elles sont issues des pré-traitements. Au cours de ces pré-traitements, les matières en suspension et le carbone organique particulaire vont décanter et former des boues. L'eau de mer et des océans sont très peu chargés en matière en suspension ce qui confère au dessalement l'avantage de produire très peu de boues (Veolia, 2005).  

L’étude des rejets des usines de dessalement se limitera concentrats.

Les saumures

Saumures

 

1. Quantité et qualité des concentrats

Afin de prévoir et mettre en place des mesures compensatrices pour diminuer l’impact sur l’environnement des rejets de saumures, il est important de connaître les quantités rejetées avec les concentrations associées à chaque sel/composé. Une étude bibliographique sur les composés dangereux se trouvant dans les saumures suite à la traversée par l’eau de mer de différents procédés physico-chimiques ainsi que leurs effets sur l’environnement est nécessaire.

Suite au dimensionnement, le débit de saumure a pu être déterminé ainsi que les concentrations en sels :

Le débit total de saumures est de 39440 m3/j.

 

Tableau 1 : Concentration des différents sels dans les saumures

 

Concentrations en sel (g/L)

Na+

22,56

Cl-

40,54

Mg2+

2,71

K+

0,84

Ca2+

0,87

SO42-

5,69

B

0,01

Br-

0,13

TDS (g/L)

73,34

 

2. Impact sur l’environnement

Le tableau 2 regroupe tous les composés/propriétés physico-chimiques ajoutées ou modifiées dans l'eau de mer.

Tableau 2 : Modifications physico-chimiques de l'eau induites par le processus de dessalement (L. LOIZIDES, 1985), (S. LATTEMANN, 2008)

Modification

Ampleur de la modification

Oxygène dissous

En dessous de la concentration dans l’eau de mer

Chlorine

Normalement absent du fait de la neutralisation avant l’entrée dans les membranes d’osmose inverse

Composés organiques halogénés

Normalement en dessous des niveaux toxiques

Coagulant (AlCl 3, FeCl3), floculant (polyacrylamide)

Peut être présent suite au procédé de pré- traitement CSF utilisé.

Acide H2SO4+
 

Antitartres

Réagit avec l’eau pour former de l’eau et des sulfates. Le pH est généralement le même ou généralement en dessous du ph de l’océan.

Composés organiques souvent rejetés avec des quantités en dessous des quantités toxiques.

Eléments Traces Métalliques

Peut contenir des concentrations élevées en Fer, Chrome, Nickel, et Molybdène.

Produits d’entretien

 

Solution acide ou basique pouvant contenir des détergents (dodecylsulfate), des agents complexants (EDTA), des oxydants (sodium perborate), biocides (formaldéhyde)

 

Elément Trace Métallique (ETM)

Ces métaux ne se trouvent pas à l’état d’ions libres mais forment des complexes inorganiques et organiques qui sont adsorbés sur les matières en suspension et se déposent en s’accumulant dans les sédiments. Ces sédiments sont ensuite consommés par les organismes marins contaminant ainsi l’ensemble de la chaîne trophique par bioaccumulation.

Dans le cas des rejets de saumures, le problème ne réside donc pas dans la concentration effective en Eléments Trace Métallique mais dans la charge arrivant dans l’environnement. La dilution des rejets ne permet donc pas de réduire cette charge.

Sadiq et al ont mesuré la concentration en Elément Trace Métallique dans les sédiments autour du rejet issu d’une usine de dessalement  Ils ont montré que la concentration en ETM diminuait en s’éloignant du point de rejet montrant ainsi une réelle influence du rejet de saumure sur la qualité des eaux marines. (Sadiq, 2002)

Figure 1 : Evolution de la concentration en ETM en fonction de la distance avec le point de rejet des concentrats (Sadiq, 2002)

 

Effet de la concentration élevée en sel des saumures 

Indubitablement, le principal problème relatif au rejet de saumure réside dans sa salinité très élevé (en général deux fois plus salé que l’eau de mer) avec des débits très élevés (dans le cas de l’usine de Vendée, environ 40000 m3/h pour un traitement classique d'Osmose Inverse).

Le rejet du concentré dans la mer aboutit à la formation d’un système stratifié avec un courant plus salé au fond (plus dense). Le courant de fond à plus forte salinité peut affecter sérieusement le milieu marin et en particulier les biotes benthiques. (source, nd).

La salinité accrue affecte les organismes marins par le processus d’osmose. Le milieu au niveau du rejet devient hypertonique. L’eau contenue dans les cellules va sortir du cytoplasme à travers la membrane semi-perméable par transport passif (diffusion). La force motrice de ce phénomène est la différence de concentration en sel entre les milieux extra et intra-cellulaires. Ainsi, quand des organismes marins sont exposés à une variation de la salinité (contenu en sels plus élevé dans le milieu externe que dans les fluides de l’organisme) ils sont soumis à un choc osmotique qui est préjudiciable pour la plupart d’entre eux en fonction de leur tolérance à la salinité.
 

Posidonia oceanica, plante aquatique endémique à la Méditerranée, a montré une forte sensibilité à l'élévation de la salinité même une élévation modérée. Il est recommandé par les auteurs de la publication  (Sànchez-Lizaso, 2008) en question d'éviter le rejet de saumure où pourrait se trouver cette espèce ou de limiter la concentration en sel des saumures rejetées à une valeur inférieure à 40 g/L.

Dans le cas de l’usine de dessalement de Dhekelia (Chypre), une étude sur trois années de l’impact du concentré sur le macrobenthos marin a révélé que les salinités élevées causaient des dommages importants aux communautés de l’algue macroscopique Cystoseira barbata à proximité de l’émissaire du concentré, alors que d’autres espèces d’algues microscopiques disparaissaient de la zone environnante (à une distance de 100 m du point de rejet). En outre, il en est résulté une diminution importante de la diversité et de l’abondance de la macrofaune benthique au site de rejet du concentré, par comparaison avec celles relevées avant la mise en service de l’usine de dessalement. Surtout, les modifications de la salinité de l’eau ont induit des changements dans la composition des formations macrofaunistiques à proximité du point de rejet. Alors que la communauté benthique avant la mise en place de l’émissaire se composait pour 27% de polychètes, pour 27% d’échinodermes, pour 26% de scaphopodes et pour 20% de gastropodes, au bout de trois années d’exploitation de l’usine, les seuls taxons observés étaient les polychètes et les crustacés représentant respectivement 80 et 20% de l’ensemble de la macrofaune.

Des impacts ont également été signalés pour l’usine TIGNE (Malte) où l’effluent a affecté la croissance des algues à proximité de l’émissaire de saumure.

De plus, la hausse de la salinité semble stimuler la fixation des ETM dissous par les organismes aquatiques. Il a été montré que le taux de fixation de cadmium par la crevette Artemia franciscana augmente avec la salinité de l’eau.

Perspective d'étude

Dans la suite de cet exposé, des solutions pour réduire la concentration en sel seront étudiées. Le rejet de saumure sera modélisé en essayant de comprendre s’il peut y avoir des effets de stockage hydrodynamique et quelle est la distance à partir du rejet pour dilué les saumures. Des solutions, des procédés de traitement et de valorisation seront proposés afin de minimiser l'impact de ces rejets sur les milieux aquatiques.

Règlementation sur les rejets en mer

Réglementation sur les rejets en mer   

 La réglementation des rejets en mer concerne essentiellement les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les matières en suspensions (MES) et les éléments traces métalliques. L’article 1 de l’arrêté du 9 août 2006 précise les seuils de concentration d’acceptabilité dans les rejets en mer. L’arrêté du 8 février 2013 est complémentaire à l’arrêté du 9 août 2006 pour les HAP.

Actuellement, aucune règlementation n’impose un seuil maximal pour les rejets de saumures en mer tant que les espèces marines protégées ne sont pas touchées.