{"id":125,"date":"2026-06-10T16:46:29","date_gmt":"2026-06-10T16:46:29","guid":{"rendered":"https:\/\/qif.ch\/?page_id=125"},"modified":"2026-08-09T15:34:42","modified_gmt":"2026-08-09T15:34:42","slug":"watermaker01","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/qif.ch\/en\/watermaker01\/","title":{"rendered":"WaterMaker01"},"content":{"rendered":"
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Le dessalinisateur<\/b><\/span><\/h1>\n

De l\u2019eau de mer au verre<\/b><\/span><\/h2>\n

Quelques principes fondamentaux<\/b><\/span><\/h3>\n

Une membrane osmotique\u2026 une invention de g\u00e9nie ou l\u2019un des principes fondamentaux de la vie sur Terre ?<\/p>\n

Tout le monde ne sait pas que chaque cellule vivante poss\u00e8de une membrane semi-perm\u00e9able et que l\u2019osmose est un ph\u00e9nom\u00e8ne physique omnipr\u00e9sent dans la nature. Alors, pourquoi ne fabriquons-nous des dessalinisateurs que depuis relativement peu de temps ?<\/p>\n

Un peu de physique pour commencer !<\/p>\n

L\u2019osmose<\/b><\/span><\/h3>\n

Une membrane osmotique peut \u00eatre compar\u00e9e, de mani\u00e8re tr\u00e8s simplifi\u00e9e, \u00e0 une passoire extr\u00eamement fine qui laisserait passer certaines mol\u00e9cules, mais en arr\u00eaterait d\u2019autres.<\/p>\n

Imaginons deux compartiments, un \u00e0 gauche et un \u00e0 droite, remplis de liquide et s\u00e9par\u00e9s par cette membrane. Le compartiment de gauche contient de l\u2019eau pure. Celui de droite contient \u00e9galement de l\u2019eau, mais avec une substance dissoute, par exemple du sel.<\/p>\n

Les mol\u00e9cules d\u2019eau peuvent traverser la membrane dans les deux sens, contrairement aux ions provenant du sel, qui sont en grande partie retenus. Cependant, les mouvements ne s\u2019\u00e9quilibrent pas imm\u00e9diatement : davantage d\u2019eau passe progressivement du c\u00f4t\u00e9 de l\u2019eau pure vers le c\u00f4t\u00e9 de l\u2019eau sal\u00e9e.<\/p>\n

On peut donc dire, pour simplifier, que l\u2019eau sal\u00e9e \u00ab attire \u00bb l\u2019eau douce.<\/p>\n

Le niveau du liquide va alors monter du c\u00f4t\u00e9 de l\u2019eau sal\u00e9e. Mais ce ph\u00e9nom\u00e8ne ne se poursuivra pas jusqu\u2019au d\u00e9bordement : en montant, la colonne d\u2019eau exerce une pression qui s\u2019oppose progressivement au passage de nouvelles mol\u00e9cules d\u2019eau.<\/p>\n

Les deux compartiments finissent par atteindre un \u00e9quilibre. La diff\u00e9rence de pression n\u00e9cessaire pour emp\u00eacher l\u2019eau de continuer \u00e0 traverser la membrane s\u2019appelle la pression osmotique<\/b><\/span>. Elle d\u00e9pend principalement de la concentration en sels dissous et de la temp\u00e9rature.<\/p>\n

Vous vous posez probablement deux questions :<\/p>\n

    \n
  • Pourquoi parler d\u2019un ph\u00e9nom\u00e8ne qui dilue l\u2019eau sal\u00e9e alors que nous voulons fabriquer de l\u2019eau douce ?<\/li>\n
  • Pourquoi la membrane laisse-t-elle passer l\u2019eau, mais pas les ions sodium et chlorure ?<\/li>\n<\/ul>\n

    Pourquoi l\u2019eau passe-t-elle et pas le sel ?<\/b><\/span><\/h3>\n

    La comparaison avec une passoire est pratique, mais elle a ses limites.<\/p>\n

    Une membrane d\u2019osmose inverse moderne n\u2019est pas simplement perc\u00e9e de petits trous calibr\u00e9s. L\u2019eau se dissout dans la mati\u00e8re constituant la membrane, puis diffuse \u00e0 travers celle-ci. Les sels, eux, y p\u00e9n\u00e8trent beaucoup plus difficilement.<\/p>\n

    Lorsque le chlorure de sodium, NaCl, se dissout dans l\u2019eau, il se s\u00e9pare en deux ions :<\/p>\n

      \n
    • l\u2019ion sodium Na\u207a ;<\/li>\n
    • l\u2019ion chlorure Cl\u207b.<\/li>\n<\/ul>\n

      L\u2019atome de sodium a c\u00e9d\u00e9 un \u00e9lectron au chlore. Il porte donc une charge positive, tandis que le chlore porte une charge n\u00e9gative.<\/p>\n

      Ces charges \u00e9lectriques attirent les mol\u00e9cules d\u2019eau, qui sont polaires. Chaque ion se retrouve ainsi entour\u00e9 d\u2019un ensemble de mol\u00e9cules d\u2019eau appel\u00e9 couche d\u2019hydratation<\/b><\/span>.<\/p>\n

      On pourrait dire, avec un peu d\u2019imagination, que les ions sodium et chlorure sont particuli\u00e8rement s\u00e9duisants aux yeux des mol\u00e9cules d\u2019eau : celles-ci viennent imm\u00e9diatement s\u2019agglutiner autour d\u2019eux !<\/p>\n

      Ces ions hydrat\u00e9s traversent tr\u00e8s difficilement la membrane. Leur charge \u00e9lectrique, leur enveloppe d\u2019hydratation et leur faible affinit\u00e9 avec le mat\u00e9riau de la membrane expliquent pourquoi ils sont retenus beaucoup plus efficacement que l\u2019eau.<\/p>\n

      Notre comparaison entre de l\u2019eau contenant ou non de grosses billes reste donc utile pour comprendre le principe g\u00e9n\u00e9ral, m\u00eame si le fonctionnement r\u00e9el de la membrane est plus complexe qu\u2019un simple tamisage m\u00e9canique.<\/p>\n

      Inversons maintenant l\u2019osmose<\/b><\/span><\/h3>\n

      Prenons le compartiment contenant l\u2019eau sal\u00e9e et appliquons-lui une forte pression, \u00e0 l\u2019aide d\u2019un piston imaginaire.<\/p>\n

      Lorsque la pression appliqu\u00e9e d\u00e9passe la pression osmotique naturelle, nous for\u00e7ons une partie de l\u2019eau \u00e0 traverser la membrane dans le sens inverse du ph\u00e9nom\u00e8ne naturel.<\/p>\n

      Les mol\u00e9cules d\u2019eau traversent la membrane, tandis que l\u2019immense majorit\u00e9 des sels reste du c\u00f4t\u00e9 sous pression.<\/p>\n

      Nous r\u00e9coltons ainsi de l\u2019eau douce de l\u2019autre c\u00f4t\u00e9 de la membrane.<\/p>\n

      C\u2019est ce que l\u2019on appelle l\u2019osmose inverse<\/b><\/span>.<\/p>\n

      La quantit\u00e9 d\u2019eau douce produite d\u00e9pend notamment :<\/p>\n

        \n
      • de la pression appliqu\u00e9e ;<\/li>\n
      • de la salinit\u00e9 de l\u2019eau de mer ;<\/li>\n
      • de la temp\u00e9rature ;<\/li>\n
      • de la surface et du type de membrane ;<\/li>\n
      • du d\u00e9bit d\u2019eau circulant devant la membrane.<\/li>\n<\/ul>\n

        Je vous l\u2019avais dit : le principe est simple !<\/p>\n

        Un dessalinisateur de base<\/b><\/span><\/h1>\n

        Les \u00e9l\u00e9ments et le principe de fonctionnement<\/b><\/span><\/h2>\n

        Le dessalinisateur th\u00e9orique est tr\u00e8s simple. Ce qui rend les installations r\u00e9elles plus complexes \u2014 et souvent myst\u00e9rieuses pour leurs utilisateurs \u2014, ce sont les contraintes techniques qui nous \u00e9loignent du dessalinisateur \u00ab id\u00e9al \u00bb.<\/p>\n

        Prenons une pompe qui envoie de l\u2019eau de mer sous pression dans une membrane osmotique.<\/p>\n

        Une partie de l\u2019eau traverse la membrane et devient l\u2019eau produite, appel\u00e9e perm\u00e9at<\/b><\/span>. Les sels restent principalement du c\u00f4t\u00e9 de l\u2019eau de mer.<\/p>\n

        L\u2019eau qui ne traverse pas la membrane devient donc de plus en plus concentr\u00e9e en sel. Cette eau concentr\u00e9e, appel\u00e9e saumure<\/b><\/span> ou concentrat<\/b><\/span>, doit \u00eatre \u00e9vacu\u00e9e et remplac\u00e9e continuellement par de l\u2019eau de mer neuve.<\/p>\n

        Pour obtenir ce renouvellement permanent, il suffit, en th\u00e9orie, de pr\u00e9voir une sortie calibr\u00e9e permettant \u00e0 la saumure de s\u2019\u00e9couler.<\/p>\n

        Notre dessalinisateur th\u00e9orique comporte donc trois tuyaux :<\/p>\n

          \n
        1. l\u2019entr\u00e9e d\u2019eau de mer ;<\/li>\n
        2. la sortie de saumure ;<\/li>\n
        3. la sortie d\u2019eau douce.<\/li>\n<\/ol>\n

          Et seulement trois \u00e9l\u00e9ments essentiels :<\/p>\n

            \n
          1. une pompe \u00e0 eau de mer capable de produire une pression suffisante ;<\/li>\n
          2. une membrane d\u2019osmose inverse ;<\/li>\n
          3. une \u00e9vacuation r\u00e9gul\u00e9e de la saumure.<\/li>\n<\/ol>\n

            Le dessalinisateur \u00ab simple \u00bb<\/b><\/span><\/h1>\n

            Ce qui change dans la r\u00e9alit\u00e9<\/b><\/span><\/h2>\n

            Les filtres<\/b><\/span><\/h3>\n

            Puisque nous faisons entrer de l\u2019eau de mer dans le syst\u00e8me, il para\u00eet \u00e9vident qu\u2019il faut en retirer les impuret\u00e9s afin de ne pas endommager les pompes et les membranes.<\/p>\n

            Pour nettoyer cette eau, nous utilisons g\u00e9n\u00e9ralement :<\/p>\n

              \n
            1. une cr\u00e9pine ou un filtre \u00e0 tamis, destin\u00e9 \u00e0 arr\u00eater les plus gros \u00e9l\u00e9ments : algues, d\u00e9bris et petits organismes ;<\/li>\n
            2. un filtre d\u2019environ 20 microm\u00e8tres ;<\/li>\n
            3. \u00e9ventuellement un second filtre de 5 microm\u00e8tres.<\/li>\n<\/ol>\n

              Cette filtration fine est particuli\u00e8rement importante pour prot\u00e9ger les pompes haute pression \u00e0 pistons ainsi que les membranes.<\/p>\n

              Est-ce la seule complication ?<\/p>\n

              H\u00e9las, non !<\/p>\n

              Les pompes<\/b><\/span><\/h3>\n

              Les pompes haute pression utilis\u00e9es sur les dessalinisateurs classiques sont souvent des pompes \u00e0 pistons ou \u00e0 plongeurs, parfois \u00e9quip\u00e9es de composants en c\u00e9ramique. Leur principe est comparable \u00e0 celui des pompes utilis\u00e9es dans certains nettoyeurs haute pression.<\/p>\n

              La plupart de ces pompes ont besoin d\u2019\u00eatre aliment\u00e9es en eau sous une l\u00e9g\u00e8re pression. Elles ne sont g\u00e9n\u00e9ralement pas con\u00e7ues pour aspirer seules l\u2019eau de mer \u00e0 travers toute l\u2019installation.<\/p>\n

              Il leur faut donc une premi\u00e8re pompe : la pompe de gavage<\/b><\/span>.<\/p>\n

              Les pompes de gavage centrifuges sont couramment utilis\u00e9es, car elles sont relativement simples, silencieuses et \u00e9conomes en \u00e9lectricit\u00e9. En revanche, elles ne sont g\u00e9n\u00e9ralement pas autoamor\u00e7antes. Elles doivent donc \u00eatre install\u00e9es sous la ligne de flottaison afin de rester constamment remplies d\u2019eau.<\/p>\n

              Il est \u00e9galement possible d\u2019utiliser une pompe \u00e0 membrane autoamor\u00e7ante, install\u00e9e au-dessus de la flottaison. Cette solution facilite parfois l\u2019installation, mais elle entra\u00eene g\u00e9n\u00e9ralement une consommation \u00e9lectrique plus \u00e9lev\u00e9e, davantage de pulsations et un niveau sonore sup\u00e9rieur.<\/p>\n

              La r\u00e9gulation de la pression<\/b><\/span><\/h3>\n

              Il faut \u00e9galement organiser l\u2019\u00e9vacuation de la saumure.<\/p>\n

              Nous n\u2019allons \u00e9videmment pas percer un simple trou dans le corps de la membrane ! Nous installons une vanne permettant de r\u00e9gler pr\u00e9cis\u00e9ment le d\u00e9bit de saumure et, par cons\u00e9quent, la pression \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la membrane.<\/p>\n

              Cette vanne de r\u00e9gulation haute pression<\/b><\/span> doit permettre un r\u00e9glage tr\u00e8s fin tout en supportant la pression produite par la pompe.<\/p>\n

              La fermeture partielle de cette vanne augmente la pression dans la membrane. Son ouverture diminue la pression, mais augmente le d\u00e9bit de saumure rejet\u00e9e.<\/p>\n

              Le rin\u00e7age \u00e0 l\u2019eau douce<\/b><\/span><\/h3>\n

              Dernier probl\u00e8me : le rin\u00e7age.<\/p>\n

              Sur nos bateaux, le dessalinisateur ne fonctionne pas en permanence, contrairement \u00e0 de nombreuses installations industrielles. Il est donc recommand\u00e9 de rincer le circuit \u00e0 l\u2019eau douce apr\u00e8s son utilisation afin d\u2019en \u00e9vacuer le sel et de limiter le d\u00e9veloppement biologique.<\/p>\n

              Mais les membranes d\u2019osmose inverse supportent tr\u00e8s mal le chlore. Vraiment tr\u00e8s mal !<\/p>\n

              Si l\u2019eau contenue dans les r\u00e9servoirs du bateau peut provenir d\u2019un quai et contenir du chlore, elle doit passer \u00e0 travers un filtre \u00e0 charbon actif avant d\u2019\u00eatre utilis\u00e9e pour le rin\u00e7age.<\/p>\n

              On pourrait th\u00e9oriquement se passer de ce filtre si l\u2019on \u00e9tait absolument certain de ne jamais introduire d\u2019eau chlor\u00e9e dans les r\u00e9servoirs.<\/p>\n

              Mais comme cette certitude est difficile \u00e0 garantir : mettez le filtre !<\/p>\n

              Composition d\u2019un dessalinisateur classique<\/b><\/span><\/h2>\n

              Nous avons maintenant les principaux \u00e9l\u00e9ments de notre installation :<\/p>\n

                \n
              1. une prise d\u2019eau de mer ;<\/li>\n
              2. une cr\u00e9pine ou un filtre \u00e0 tamis ;<\/li>\n
              3. une pompe de gavage, par exemple une pompe centrifuge install\u00e9e sous la flottaison ;<\/li>\n
              4. un pr\u00e9filtre de 20 microm\u00e8tres ;<\/li>\n
              5. un pr\u00e9filtre de 5 microm\u00e8tres ;<\/li>\n
              6. une pompe haute pression ;<\/li>\n
              7. une ou plusieurs membranes d\u2019osmose inverse ;<\/li>\n
              8. une vanne de r\u00e9gulation haute pression ;<\/li>\n
              9. une sortie de saumure raccord\u00e9e \u00e0 un passe-coque ;<\/li>\n
              10. une sortie d\u2019eau produite, raccord\u00e9e au r\u00e9servoir apr\u00e8s contr\u00f4le de sa qualit\u00e9 ;<\/li>\n
              11. un circuit de rin\u00e7age \u00e0 l\u2019eau douce ;<\/li>\n
              12. un filtre \u00e0 charbon actif sur ce circuit de rin\u00e7age.<\/li>\n<\/ol>\n

                Le circuit de rin\u00e7age peut \u00eatre raccord\u00e9 par un t\u00e9 \u00e0 l\u2019entr\u00e9e du syst\u00e8me afin de rincer les pr\u00e9filtres, les pompes, les conduites et les membranes.<\/p>\n

                Quelques valeurs<\/b><\/span><\/h1>\n

                Pressions et d\u00e9bits<\/b><\/span><\/h2>\n

                Avant d\u2019aller plus loin, examinons quelques valeurs indicatives permettant de comprendre le fonctionnement de notre dessalinisateur.<\/p>\n

                Les pressions<\/b><\/span><\/h3>\n

                Les pressions exactes d\u00e9pendent du mod\u00e8le de membrane, de la salinit\u00e9 et de la temp\u00e9rature de l\u2019eau. Les caract\u00e9ristiques d\u00e9taill\u00e9es sont disponibles aupr\u00e8s des fabricants.<\/p>\n

                Pour produire de l\u2019eau douce \u00e0 partir d\u2019eau de mer, une membrane classique fonctionne g\u00e9n\u00e9ralement avec une pression d\u2019environ 55 \u00e0 65 bars, soit approximativement 800 \u00e0 950 PSI.<\/p>\n

                Cette pression doit \u00eatre nettement sup\u00e9rieure \u00e0 la pression osmotique naturelle de l\u2019eau de mer, qui se situe g\u00e9n\u00e9ralement autour de 25 \u00e0 30 bars selon sa salinit\u00e9 et sa temp\u00e9rature.<\/p>\n

                La pompe de gavage, elle, alimente la pompe haute pression avec une pression beaucoup plus faible, souvent voisine de 1 bar, soit environ 15 PSI.<\/p>\n

                Dans ce type d\u2019installation classique, augmenter fortement la pression de gavage n\u2019apporte g\u00e9n\u00e9ralement aucun avantage, tant que la pompe haute pression re\u00e7oit suffisamment d\u2019eau et ne risque pas de caviter.<\/p>\n

                Nous avons donc, \u00e0 titre indicatif :<\/p>\n