Dessalement. Cette technologie américaine qui pourrait révolutionner la production d’eau potable

Le dessalement de l’eau de mer constitue une solution stratégique pour des régions arides comme le Maroc, mais cette solution a un prix. Au-delà de l’investissement initial très élevé (CAPEX) et des coûts d’exploitation importants (OPEX), le défi réside dans la forte consommation d’énergie et l’impact sur l’environnement.

En Californie, OceanWell, une compagnie américaine, est à la pointe d’une révolution technologique dans le dessalement à travers un nouveau concept utilisant les eaux profondes de l’océan.

OceanWell prévoit une première ferme de dessalement au large des côtes à l’horizon de l’année 2028. Actuellement, elle lance une série de tests de cette nouvelle technologie pour réaliser un premier déploiement dans les eaux sous-marines longeant la côte de Nice.

Dans un échange avec Médias24, OceanWell nous explique la viabilité technique et économique de leur technologie de fermes de dessalement profondes.

Comment fonctionne la technologie de dessalement d'OceanWell ?

La technologie cœur d’OceanWell repose sur un système modulaire d’osmose inverse immergé en grande profondeur. Concrètement, elle s’appuie sur des modules autonomes pouvant être assemblés afin de créer de véritables "fermes de dessalement sous-marines".

Elle exploite la pression hydrostatique naturelle présente à 400 m de profondeur pour alimenter le processus d'osmose inverse, permettant ainsi de réduire la consommation d'énergie jusqu'à 40% par rapport à un système de dessalement terrestre de pointe.

L’installation conçue est entièrement sous-marine. La nature modulaire de ces installations presque invisibles depuis la surface permet d’augmenter progressivement la capacité en ajoutant des modules supplémentaires, chacun ayant une capacité de production d’environ 4.000 m3 d’eau potable par jour.

L’eau douce produite est acheminée vers la côte à travers des conduites sous-marines, éliminant ainsi le besoin d’une grande usine à terre.

Selon OceanWell, le procédé développé permet de produire une eau de très haute qualité, respectant les normes de l’Organisation mondiale de la santé. Il est capable de filtrer les contaminants tels que les bactéries, les virus, les pesticides, les microplastiques et les PFAS.

Dessalement traditionnel vs OceanWell : quelle différence ?

Contrairement aux usines de dessalement conventionnelles, la technologie OceanWell adopte une autre approche où l’eau douce est récupérée directement au fond de l’océan, tandis que le sel reste sur place.

Cette rupture technologique repose avant tout sur une gestion différente de la pression, avec un impact majeur sur le plan énergétique. En effet, bien que des progrès aient été réalisés dans le dessalement traditionnel, les installations terrestres les plus performantes consomment encore environ 2,4 kWh/m3 d’eau.

Ces systèmes restent limités par la nécessité de générer artificiellement une pression extrêmement élevée depuis la surface.

À l'inverse, dans le cas d’OceanWell, la pression hydrostatique disponible en profondeur est naturellement abondante et gratuite. Par conséquent, cette méthode permet une réduction de près de 40% de l’énergie consommée.

Cet avantage énergétique a une répercussion directe et positive sur la gestion des rejets salins et la protection des écosystèmes. Dans les installations terrestres classiques, l'énergie coûteuse dépensée pour générer la pression osmotique oblige à maximiser le rendement, imposant un taux de récupération de l'eau douce généralement situé entre 40% et 50%.

C'est ce qui explique qu'une usine à terre produit une saumure beaucoup plus salée que l’eau de mer.

En revanche, n’ayant pas à consommer d’énergie pour générer sa pression, OceanWell peut volontairement fonctionner avec un taux de récupération plus faible alors que la concentration en sel de ses rejets est nettement réduite, n'étant que de 12% à 25% supérieure à celle de l'eau environnante.

Ce niveau est suffisamment bas pour éviter toute augmentation locale significative de la salinité, d'autant plus que la dispersion s'effectue presque instantanément dans les courants profonds.

Nouvelle technologie, nouveau coût : quelle réalité économique ?

La technologie OceanWell permet d’importantes économies pour plusieurs raisons, allant bien au-delà de la simple baisse de la consommation énergétique.

Tout d'abord, sur le plan de la conception, l’installation comporte moins de pièces mobiles puisqu’elle élimine les composants traditionnellement requis pour créer et maintenir artificiellement la pression.

Le système est pensé pour fonctionner sous une pression ambiante stable pendant de longues périodes, pouvant atteindre 30 ans, avec une intervention technique minimale. Par conséquent, la fréquence et le coût des opérations de maintenance s'en trouvent fortement réduits.

Cette baisse des coûts d'entretien s'explique également par l'environnement marin lui-même. L’exploitation en eaux profondes, loin des côtes, prévient les pannes et les interruptions liées aux proliférations d’algues qui affectent souvent les systèmes conventionnels.

En outre, l'eau produite à partir de la zone profonde est naturellement très froide. OceanWell pense pouvoir exploiter cette caractéristique pour rentabiliser davantage le processus.

L’eau produite peut fournir une source de refroidissement naturelle et sans émission de carbone, idéale pour des infrastructures telles que les centres de données, les aéroports, les zones industrielles et les aménagements côtiers.

 Impact sur l’environnement : la technologie OceanWell passe-t-elle le test ?

Le concept de ferme de dessalement en eau profonde pourrait transformer l'impact environnemental du dessalement, en le rendant potentiellement moins polluant que les techniques traditionnelles.

L'installation est posée dans la zone aphotique de l'océan, c’est-à-dire une zone très profonde où la lumière du soleil ne pénètre presque plus. L'activité biologique y est également réduite en l'absence de photosynthèse. L'eau y est naturellement plus propre et plus froide, ce qui élimine le besoin de prétraitement chimique, les micro-organismes étant filtrés mécaniquement.

L'innovation d’OceanWell réside dans le fait que les membranes d'osmose inverse sont configurées de manière à ce que seule l'eau douce soit pressurisée après avoir traversé les membranes. Ainsi, les micro-organismes marins ne subissent aucun choc de pression et peuvent traverser le système sans dommage.

Par ailleurs, OceanWell utilise une conduite verticale spécialement conçue pour rejeter la saumure au-dessus du système, là où les courants sont plus puissants et favorisent une dispersion rapide. Des modélisations en dynamique des fluides (simulations informatiques des mouvements de l’eau) montrent que la salinité revient quasi instantanément à son niveau naturel.

Le déploiement de cette technologie nécessitera une étude d'impact environnemental, un suivi des écosystèmes marins ainsi que des études d'ingénierie spécifiques au site avant d'envisager une exploitation commerciale, qui pourrait intervenir à l'horizon 2030.

Actuellement, ces paramètres font l'objet d'une certification indépendante aux États-Unis et en France. Ces deux premières phases de test, programmées cette année, permettront d'évaluer les conditions écologiques sur une période significative, afin d'analyser, documenter et communiquer les impacts environnementaux avant toute montée en puissance du projet.

Les fermes de dessalement d'OceanWell sont-elles adaptées au contexte marocain ?

En parallèle du programme environnemental d’OceanWell, une analyse économique détaillée du projet en France sera menée afin d'en déterminer la viabilité de cette technologie.

Pour exploiter la pression hydrostatique naturelle, les fermes d'OceanWell doivent être installées à des profondeurs d'au moins 400 m. Afin de limiter les coûts de canalisation vers la côte, ces sites doivent idéalement se situer à moins de 10 miles (environ 16 km) du littoral pour les premiers projets, bien que des distances plus importantes puissent être envisagées à terme.

Les régions disposant d'eaux profondes à faible distance des côtes, comme c'est le cas en Méditerranée, sont particulièrement adaptées à cette technologie. La disponibilité de sources d'énergie offshore pourrait toutefois élargir la viabilité du projet.

Au-delà de la profondeur, les besoins régionaux en eau constituent également un facteur déterminant. Cette solution est particulièrement viable à grande échelle et s'adresse principalement aux collectivités ainsi qu'aux grands consommateurs d'eau. Plus le projet est important, plus il devient compétitif grâce aux économies d'échelle et au partage des infrastructures.

Ce qu'il faut retenir, c'est que la technologie présente plusieurs avantages stratégiques, mais qu'elle nécessite encore plusieurs années de développement pour un déploiement commercial à grande échelle et pour rivaliser avec les stations de dessalement traditionnelles.

Au Maroc, l'intérêt pour le dessalement est indéniable, avec un objectif de production de 1,7 milliard de m3 d’eau dessalée d'ici 2030, soit près de 60% des besoins du pays en eau potable.

Parallèlement, l’industrie marocaine œuvre à structurer un véritable écosystème, permettant déjà d’atteindre un taux d'intégration locale situé entre 40% et 60%. L’ambition du 100% made in Morocco est possible, mais doit encore composer avec une prédominance technologique persistante, laquelle reste concentrée entre les mains d’un cercle restreint de nations telles que les États-Unis, le Japon et la Corée du Sud.