Dilution des saumures

Dilution des saumures

Etant donné qu'il n'existe actuellement pas de réglementations concernant les rejets de saumures, en général la saumure des usines de dessalement est rejetée directement dans la mer ou associée aux rejets de l’eau de refroidissement des centrales ou aux effluents des stations d’épuration. 
Dans cette partie, nous avons donc réaliser l'étude de faisabilité de 2 scénarii à savoir la :

Dilution avec un effluent de station d'épuration

Dilution avec un effluent de station d'épuration

 

Mélanger  la saumure aux effluents de station d’épuration est une des solutions préférable au rejet direct dans la mer. Nous allons donc réaliser l'étude de faisabilité de ce mélange avec notre usine de dessalement. 

1. Localisations des stations d'épuration

L'usine de dessalement se situe donc dans la commune de la Barre de Monts et au nord de la commune de Notre-Dame-des-Monts. ( cf. implantation de l'usine pour plus de détails)

Le tableau 1 représente les caractéristiques de toutes les stations d'épuration en Vendée:

Tableau 1 : Caractéristiques des stations d'épuration en Vendée
(SCOT du Nord Ouest en Vendée, n.d.)

Pour plus de précisions sur les stations, le fichier excel suivant recense les caractéristiques de toutes les stations en Vendée. La figure 1 représente les stations d'épuration à proximité de l'usine. Dans le tableau 1, les stations d'épuration surlignées en bleu sont celles qui se situent dans les communes de Noirmoutier-en-l'Ile et Barbâtre, celles surlignées en jaune se situent dans les communes de la Barre de Monts et Notre-Dame de-Monts et celle surlignée en rose se situe dans la commune de Beauvoir sur Mer.

Figure 1 : Localisation des stations d'épuration à proximité de l'usine de dessalement
(MEDDE, 2013)

Les caractéristiques de la Grande Côte, dans la commune de la Barre de Monts (figure 2), de la Parée Grollier dans la commune de Notre-Dame-des-Monts (figure 3), la Casie, Barbâtre (figure 4), la Salaisière, Noirmoutier-en-l'île (figure 5) et route de la Barre, Beauvoir sur Mer (figure 6) sont représentées ci dessous :

Figure 2 : Caractéristiques de la Grande Côte, La Barre de Monts en 2011
(MEDDE,2013)

Pour plus de détails sur les précédentes années, cliquez ici.

Figure 3 : Caractéristiques de la Parée Grollier, Notre-Dame-des-Monts en 2011
(MEDDE, 2013) 

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Figure 4 : Caractéristiques de la Casie, Barbâtre en 2011
(MEDDE, 2013)

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Figure 5 : Caractéristiques de la Salaisière, Noirmoutier-en-l'ile en 2011
(MEDDE, 2013)

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Figure 6 : Caractéristiques de Route de la Barre, Beauvoir sur Mer en 2011
(MEDDE, 2013)

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Le tableau 2 résume les données importantes utilisées par la suite:

Tableau 2 : Caractéristiques de la Grande Côte et de la Parée Grollier

  La Grande Côte La Parée Grollier La Casie  La Salaisière Route de la Barre
Capacité nominale (EH) 11333 14300 18000 37417 8000
Débit de référence (m3/j) 1700 2400 2850 7400 1878
Production  de Boues (tMS/an) 69 62 74 278 51
distance par rapport à l'usine (km) 4 1 9,7 23,6 11

 

2. Calcul du taux de dilution

Ayant le débit total des 5 stations d'épuration $Q_{tot}$, nous pouvons donc calculé le taux de dilution :

$ Q_{tot} = 16228\space m^3/j $
Or le débit de nos rejets de saumures est de
$ Q_{saumure} = 40828\space m^3/j $ (cf dimensionnement de l'usine)

$\tau_{dilution}=\frac{Q_{tot}+Q_{saumure}}{Q_{tot}}= 1,397$

La salinité des rejets de saumures est de 71,708 g/L. (cf dimensionnement de l'usine). Après dilution, la salinité est de : $ TDS_{saumures}=\frac{71,708}{1,397}= 51,33\space g/L $

Ainsi, ces 5 stations d'épurations nous permettent de diluer le taux de rejets de saumures à 51, 33 g/L 

 

Conclusion

Au vu du tableau 2, certaines stations d'épurations sont trop éloignées de l'usine ( La Salaisière, la Casie et Route de Barre) et la construction de tuyau jusqu'à l'usine ne serait pas envisageable et reviendrait à un coût économique très élevée. 

Nous avons donc conclu que cette méthode de dilution des saumures n'était pas envisageable.

 

Récupération des eaux de pluie

Récupération des eaux de pluies

 

Les données de la qualité de l'air ainsi que celles des précipitations sont basées sur les données de la commune de la Roche sur Yon, commune proche de la Barre de Monts (cf figure 1)

Figure 1 : Distance entre la Barre de Monts et la Roche sur Yon
(Google map, 2013)

1. Qualité de l'air

La qualité de l’air est un paramètre important car certains polluants atmosphériques tels que le dioxide de soufre (SO2) et les oxydes d’azotes (NOx),sont responsables d’une acidification de l’eau de pluie par la formation d’acide sulfurique et d’acide nitrique au contact entre les polluants et les gouttes. Afin d'obtenir des données sur la pollution de l’air dans la commune de la Roche sur Yon, nous avons consulté le site internet de la qualité de l'air dans les Pays de la Loire.​

Le calcul des indices de la qualité de l'air est défini au niveau national sur la base de seuils réglementaires par l'arrêté du 22 juillet 2004 relatif aux indices de qualité de l'air entré en vigueur au 1er janvier 2005.
Pour les agglomérations de moins de 100 000 habitants, il s’agit de l’indice IQA (« indice de qualité de l’air simplifié »), calculé sur la base d’un à quatre sous-indice(s). Cet indice prend en compte quatre polluants : le dioxyde de soufre (SO2) , le dioxyde d’azote (NO2) , l’ozone (O3) et les particules en suspension d’un diamètre inférieur à 10 microns (PM10). Son calcul n'est pas obligatoire pour les ville de moins de 100 000 habitants, ce qui est le cas pour la Roche sur Yon. Les indices sont attribués comme suit :

Tableau 1 : Grille de calcul des sous indices de qualité de l'air et qualificatif associés
(Air Pays de la Loire, 2013)

Les résultats des indices de la qualité de l'air entre les années 2001 et 2011 sont répertoriés dans la figure 2:

Figure 2 :  Indice de la qualité de l'air dans la commune de la Roche sur Yon entre les années 2001 et 2011
(Air Pays de la Loire,2013)

Dans l'ensemble la qualité de l'air dans la commune de la Roche sur Yon est plutôt bonne. En effet, sur les 10 années analysées, les indices considérés comme mauvais  à très mauvais sont inférieurs à 1 %, les indices considérés comme moyen à médiocre sont inférieurs à 30% et enfin les indices bon à très bon sont supérieurs à 70 %. 

2. Précipitations

Les relevés pluviométriques entre 2008 et 2012 de la commune de la Roche sur Yon, commune proche de la Barre de Monts où est localisée notre usine de dessalement sont représentées dans la figure 3:

Figure 3 : Cumul annuel de précipitations dans la commune de la Roche sur Yon
(Climat-Vendée, 2013)

Nous remarquons que les précipitations sont comprises entre 750 mm et 1000 mm chaque année. Le cumul annuel de précipitations moyen durant ces 5 années est de 842,24 mm.  Dans la figure 2, nous remarquons que le mois où le cumul de précipitations le plus élevé est le mois de décembre alors qu'entre les mois de mai à septembre, le cumul reste inférieur à 100 mm. Nous remarquons de plus que le cumul est variable chaque année.

Figure 3 : Cumul mensuel de précipitations pour les années 2012 et 2009 dans la commune de la Roche sur Yon
(Climat-Vendée, 2013)

3. Surface de toiture de l'usine

Comme l'on fait le binôme 2 pour le dimensionnement des énergies renouvelables, la surface de toiture est supposée recouverte de panneaux photovoltaïques et estimé à 1ha, soit 10000 m2.

4. Volume d'eau récupérable

Le volume d'eau récupérable est défini selon la relation suivante:

$ V_{récupérable} = P. S.C_r. C_f $

avec V le volume récupérable en m3/an
        P la précipitation annuelle en m3/m2/an
       S la surface de toiture en m2
       $ C_r $ le coefficient de restitution égal à 0,75 pour les panneaux photovoltaïques ( cf tableau 2)
​       $ C_f $ le rendement hydraulique du système de filtration égal à 0,9 en supposant que le système est bien entretenu. (MEDDE, 2009)

 

Tableau 2 : Coefficient de restitution en fonction du type de toiture
(BEI 2010-2011 Amélioration de la gestion de l'eau sur le site de l'INP Toulouse Labège)

Type de toiture Coefficient de restitution (Cr)
Toit en matière dure (tuile, ardoise...) en pente 0,9
Toit ondulé en pente  0,8
Toiture en gravier 0,6
Toiture végétalisée 0,5
Panneux photovoltaïques 0,75

Ainsi:
- La précipitation annuelle moyenne durant les 5 ans est 0,84224
m3/m2/an
- La surface de toiture est de 10000 m2
- $ C_r =0,75 $
- $ C_f = 0,9 $

Finalement, $ V_{récupérable} = 5685,12\space m^3/an $ soit environ 15,6 m3/j

Conclusion

Au vu des résultats, le volume de pluies récupérable est très faible, soit environ 15,6 m3/j alors que le débit de rejets de saumures est de 40824 m3/j.

Nous avons conclu que la dilution par l'eau de pluie n'est donc pas envisageable.