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Greentech : Wind4Water, de l’eau potable produite par le vent

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Près d'un humain sur neuf n'a pas accès à de l'eau potable dans le monde, ce qui favorise l'apparition de nombreuses maladies. Le projet Wind4Water pourrait faire évoluer la situation en fournissant de l'eau à moindre coût produite à partir d'une énergie renouvelable. L'idée de base : associer des unités de filtration-dessalement à des éoliennes de taille modeste.

Les unités de dessalement-filtration utilisées dans le cadre du projet Wind4Water seront alimentées par des éoliennes identiques à celles à l’image. Il existe deux tailles de rotor disponibles pour les éoliennes Aeronautica Windpower de 750 kW : 47 et 54 m. Ils exécutent en moyenne 23 tours par minute lorsqu'ils génèrent la puissance nominale. © Aeronautica Windpower

L'accès à l’eau potable a été reconnu par les Nations unies comme un droit humain fondamental en 2010. Pourtant, en 2011, environ 768 millions de personnes n'avaient toujours pas accès à des points d'eau (chiffres de l'OMS), sachant qu'ils doivent fournir au minimum 20 litres par jour et par citoyen, tout en se situant à moins d'un kilomètre des lieux où le liquide est utilisé. Parmi les personnes ciblées, 185 millions utilisaient alors des eaux de surface.

Or, la consommation d'eau insalubre ferait en moyenne 3,6 millions de morts par an, notamment à cause de l'apparition de maladies telles que le choléra, la fièvre typhoïde ou la diarrhée, pour ne citer que quelques exemples. En réalité, elle serait même la première cause de mortalité dans le monde, et touche principalement les enfants de moins de 15 ans (trois millions de morts par an).

Les raisons de ce manque d'accès sont diverses et variées. Certaines îles disposent de nappes phréatiques trop petites en regard de la taille de la population. En d'autres lieux, les ressources hydriques ne manquent pas, mais elles sont polluées (herbicidesmétaux lourds, etc.) et donc impropres à la consommation. Pour pallier ces problèmes, une société américaine a eu l'idée d'associer et d'adapter deux technologies qui ont fait leurs preuves.

L'archipel du Cap-Vert devrait recevoir la première installation de dessalement imaginée dans le cadre du projet Wind4Water. En 2012, 89 % de la population avait accès à des eaux traitées. © Water4H2O, Twitter

Wind4Water, un projet pour un accès aisé à l’eau potable

Le projet Wind4Water a vu le jour sous la houlette de la société américaine Associated Wind Developers. Concrètement, il s'agit d'installer dans les régions en difficulté un système de filtration-dessalement fourni clés en main, avec les éoliennes requises pour le faire fonctionner. Il peut traiter l'eau de mer, des rivières, des lacs ou des puits. Le recours à une énergie renouvelable pour alimenter les installations est avantageux, puisqu'il ne faut pas acheter de carburant fossile polluant et bien souvent importé.

Fournies par l'entreprise Water Management Group (WMG), les unités de filtration-dessalement exploitent le principe de l'osmose inverse. Le liquide à traiter est soumis à une pression (50 à 80 bars) supérieure à sa pression osmotique (29 bars pour l'eau de mer) contre une membrane uniquement perméable aux molécules d'eau. Les solutés présents dans le liquide de départ sont donc retenus. L'eau purifiée est ensuite transférée vers des cuves de stockage, d'où elle est injectée dans un réseau de distribution. Les pompes en jeu, y compris celle augmentant la pression, sont électriques et alimentées par une à trois éoliennes.

Dotées de trois pales longues de 21 m, ces structures sont produites par le groupe américain Aeronautica Windpower. Le modèle choisi affiche une puissance nominale de 750 kW. Il a été choisi pour sa taille, puisque les mâts font de 50 à 65 m de haut, ce qui le rend facilement transportable et assemblable, y compris dans des lieux reculés.

La clé technologique : stocker l’énergie sous forme d’eau

Le système Wind4Water est conçu pour optimiser les performances, tout en délivrant de l'eau à faible coût avec un minimum de surveillance. Il est géré par un logiciel propriétaire de manière assez simple. Lorsque le vent souffle fort, de l'eau est produite en surplus et stockée dans des cuves spéciales. En revanche, si les flux d'air sont faibles, l'électricité générée sert uniquement à actionner les pompes accessoires, qui vont alors injecter ces réserves dans le réseau de distribution. Ainsi, l'eau sert à stocker l’énergie en surplus, ce qui évite d'avoir recours à de coûteuses batteries.

Par manque de vent, les réserves suffisent pour une journée complète. Au-delà, il faut alimenter les installations avec un générateur ou à partir d'un réseau électrique. Associated Wind Developers propose quatre structures de tailles différentes. La plus petite produit 1.433 m3 d'eau potable par jour, contre 5.732 m3 par jour pour la plus grande, soit de quoi alimenter quotidiennement 15.000 à 115.000 personnes.

Environ 80 % des personnes qui ne disposent pas d'un accès à l'eau potable vivent en Afrique. © Daniel Bachhuber, Flickr, cc by nc nd 2.0

Que penser du projet Wind4Power ?

Une première installation devrait bientôt voir le jour sur l'une des îles du Cap-Vert, au large de la côte ouest de l'Afrique, au niveau du Sénégal. Ce choix se justifierait par le peu de ressources hydriques disponibles dans les sous-sols de l'archipel

Une fois en place, le système pourra alors faire ses preuves, en espérant qu'il se montrera convaincant, étant donné son coût : de 4 à 12 millions de dollars (de 3 à 9 millions d'euros) selon sa taille. Cependant, les investisseurs pourraient rentrer dans leurs frais en quatre ans, si les éoliennes sont installées dans des régions où la vitesse moyenne annuelle du vent est supérieure à 5 m/s. Notons qu'aucune information n'a été donnée sur le coût des filtres et sur leur durée d'utilisation.

S'il fait ses preuves et que les investisseurs sont au rendez-vous, espérons alors que le projet Wind4Water se développera à grande échelle, dans les régions où de réels problèmes sanitaires se posent par manque d’accès à l’eau potable.

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L’avenir fera la part belle aux technologies vertes, ce que de nombreux ingénieurs et chercheurs ont bien compris. Publiée toutes les deux semaines sur Futura-Sciences, la chronique Greentech dévoile et décrypte les projets innovants, visant à réduire l’impact de l’Homme sur son environnement, tout exploitant au mieux les ressources naturelles renouvelables.