Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Interactions eau et énergie
Le traitement des eaux usées et le dessalement de l’eau de mer sont deux procédés en
pleine expansion. Réduire leur consommation en énergie représente donc un enjeu
important, auquel il est possible de répondre en améliorant leur efficacité énergétique.
Plusieurs techniques sont développées pour le dessalement de l’eau de mer, avec des
coûts énergétiques assez variables. L’osmose inverse est la plus prometteuse et celle qui
se développe le plus : elle présente les coûts énergétiques les plus faibles. Des progrès sur
les membranes permettraient de l’améliorer encore. Le traitement des eaux usées dans les
stations d’épuration (STEP) peut faire l’objet de diverses valorisations énergétiques
(diminution des consommations, valorisation de la matière organique, etc.) qui permettent
d’envisager le concept de STEP à énergie positive. Bien que les technologies soient pour
la plupart matures et éprouvées, la France accuse un certain retard par rapport à des pays
voisins tels que l’Allemagne, la Suisse ou l’Autriche.
Vecteur énergétique, l’eau est également consommatrice d’énergie dans son cycle de
production (d’eau douce) et de traitement. Il existe un certain nombre de technologies
qui permettent la récupération de cette énergie. En termes d’empreinte carbone, le
poids des secteurs de l’eau et de l’assainissement est d’environ 1 % dans la plupart
des pays. En Europe, la production et la distribution d’eau représentent en moyenne
0,4 kWh/m 3 , la collecte et le traitement des eaux usées environ 1 kWh/m 3 . La forte
intensité énergétique de cette industrie rend le prix de l’eau sensible au prix de
l’énergie. En outre, les ouvrages ayant une longue durée de vie, les choix
technologiques effectués peuvent l’être pour vingt ou trente ans. L’utilisation de
ressources non conventionnelles (dessalement et réutilisation des eaux) sera
indispensable dans certaines régions. Le pourcentage d’eaux retraitées réutilisées est
encore très faible, le niveau de qualité des eaux ne permettant souvent pas une
réutilisation, même en agriculture. Pour que ces techniques représentent une
alternative socialement acceptée, un effort important de R & D sera nécessaire.
1 Production d’eau potable et énergie : le dessalement
1.1. Perspectives technologiques
Le dessalement (ou dessalage ou désalinisation) permet d’obtenir de l’eau douce
(potable ou non) à partir d’une eau saumâtre ou salée. Le dessalement est en très
forte expansion : la capacité installée dans le monde s’est accrue de 160 % durant les
dix dernières années. On dispose aujourd’hui de nombreux systèmes dont beaucoup
ont atteint le stade industriel. Les deux procédés les plus couramment utilisés sont la
distillation (40 % des capacités de dessalement) et l’osmose inverse, qui présente de
meilleures performances énergétiques, et dont le taux de croissance est le plus
important.
La distillation consiste à évaporer l’eau de mer, grâce à la chaleur des rayons solaires
ou au moyen d’une chaudière. Une eau douce consommable est obtenue par
condensation de la vapeur d’eau. Plusieurs techniques sont développées : distillation
Centre d’analyse stratégique - 243 - Août 2012
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