Une eau aussi salée que la mer peut-elle devenir potable ? Le Centre d'information sur l'eau (CIEau) indique que l'eau de mer, elle aussi prise dans le cycle de l'eau, contient en moyenne 35 g de sels par litre. Le procédé tient en deux éléments : une pression et une membrane.
Connaissance des énergies décrit l'osmose inverse comme l'application d'une pression sur l'eau salée, au travers d'une membrane semi-perméable qui retient le sel. Pour l'eau de mer, la pression osmotique est d'environ 28 bar selon l'INRAE. Hors minimum théorique, les valeurs publiées pour l'énergie vont de 2 à 4 kWh par mètre cube, selon le périmètre retenu.
Au lycée, l'osmose tenait en une ligne de cours. Il a fallu un support de séminaire de l'INRAE pour voir un ordre de grandeur derrière cette ligne.
La membrane laisse passer l'eau et retient le sel, sans le retenir parfaitement. Mines ParisTech note qu'on ne peut empêcher qu'une faible fraction du soluté traverse la membrane. Le sel ne disparaît pas du procédé. Il ressort dans l'eau concentrée.
Le mouvement inverse, celui de l'eau de mer qui gagne les nappes côtières, a son propre article : l'intrusion saline. Côté vivant, les halophytes ont leur propre réponse au sel.
Pourquoi une pression si élevée ?
#Selon l'INRAE, la pression osmotique de l'eau de mer, à une concentration typique de 35 g de sels par litre, est d'environ 28 bar. Mines ParisTech donne une fourchette de 25 à 30 bar pour la même eau.
Pour l'exemple de calcul, l'INRAE prend un taux de conversion de 50 % et obtient une pression appliquée d'environ 60 bar. Ce chiffre reste un exemple de calcul, pas le taux d'une usine.
Quel taux de conversion pour l'eau de mer ?
#Mines ParisTech définit le taux de conversion comme le rapport du débit qui traverse la membrane au débit d'alimentation. Dans l'étude d'octobre 2017 sur les systèmes américains, le Département de l'énergie (DOE) parle de récupération, qu'il définit comme le pourcentage de l'eau d'alimentation convertie en eau produite.
Le DOE prend 50 % comme cas de référence, pour une eau produite à 500 ppm de solides dissous totaux, tandis que l'INRAE donne pour l'eau de mer une valeur maximale du taux de conversion inférieure à 40 %, afin de limiter la polarisation de concentration, le colmatage et la précipitation des sels.
Les deux chiffres répondent à deux questions différentes : un cas d'étude d'un côté, une valeur maximale de l'autre.
Combien d'énergie faut-il pour dessaler un mètre cube ?
#Le chiffre change selon ce qu'on compte : l'osmose seule, l'installation complète, ou le minimum que la physique impose. Le tableau range chaque valeur avec son périmètre et son origine.
| Valeur | Ce qu'elle mesure | Origine nommée |
|---|---|---|
| 3 à 4 kWh/m³ | Osmose inverse | INRAE, diapositive 4 (support de séminaire) |
| 2 kWh/m³ | Osmose inverse seule | Corinne Cabassud (INSA Toulouse), reprise par Futura-Sciences (juillet 2023) |
| Jusqu'à 4 kWh/m³ | Installation complète de dessalement | Corinne Cabassud, reprise par Futura-Sciences (juillet 2023) |
| 2,5 à 3 kWh/m³ | Osmose inverse | Futura-Sciences, questions-réponses (septembre 2024) |
| 2,9 kWh/m³ | Usine de Hassyan (Dubaï), valeur annoncée | Veolia, communiqué du 14 mai 2024 |
| 0,76 kWh/m³ | Minimum théorique, eau de mer à 35 g/L, taux de conversion de 0 % | INRAE, diapositive 5 |
| 1,06 kWh/m³ | Minimum théorique, eau de mer à 35 g/L, taux de conversion de 50 % | INRAE, diapositive 5 |
| Environ 1 kWh/m³ d'eau produite | Énergie théorique minimale de séparation du sel et de l'eau | Corinne Cabassud, reprise par Futura-Sciences (juillet 2023) |
Le DOE écrit que le minimum thermodynamique n'est pas réalisable, car aucune technologie commerciale ne pourra fonctionner à ce niveau.
Pour comparer deux usines, je retiens la valeur d'installation complète plutôt que celle de l'osmose seule, même si ce choix se discute.
Que devient le sel retiré ?
#Futura-Sciences indique qu'en osmose inverse, pour un litre d'eau potable, il y a un litre d'eau de mer très salée qui est produit. On appelle cela de la saumure.
À quelle échelle ?
#Veolia annonce pour son usine de Hassyan, à Dubaï, une capacité de 818 000 mètres cubes par jour, soit de l'eau potable pour 2 millions de personnes. L'entreprise déclare aussi 2,9 kWh par mètre cube pour cette usine.
À l'échelle mondiale, en lien avec le stress hydrique, selon une estimation de Corinne Cabassud (INSA Toulouse), reprise par Futura-Sciences en 2023, l'osmose inverse utilisait 100 TWh d'électricité en 2014 et émettait 76 millions de tonnes de CO₂.
Questions fréquentes
#Combien d'énergie consomme l'osmose inverse ?
#Les valeurs publiées varient avec ce qu'elles mesurent. L'INRAE donne 3 à 4 kWh par mètre cube pour l'osmose inverse. Corinne Cabassud, reprise par Futura-Sciences, donne 2 kWh pour l'osmose seule, et jusqu'à 4 kWh pour une installation complète. Une autre valeur, de 2,5 à 3 kWh, figure dans une page de questions-réponses de Futura-Sciences datée de septembre 2024.
Quelle pression faut-il appliquer à l'eau de mer ?
#L'INRAE chiffre à environ 28 bar la pression osmotique de l'eau de mer. Pour un taux de conversion de 50 %, le même support calcule une pression appliquée d'environ 60 bar, à titre d'exemple. Mines ParisTech donne une fourchette de 25 à 30 bar pour la pression osmotique de l'eau de mer. Pour repère, le CIEau mesure en moyenne 35 g de sels par litre d'eau de mer.
Quel taux de conversion retenir pour l'eau de mer ?
#Pour l'eau de mer, l'INRAE donne une valeur maximale du taux de conversion inférieure à 40 %, afin de limiter la polarisation de concentration, le colmatage et la précipitation des sels. Le DOE prend 50 % comme cas de référence de son étude d'octobre 2017, consacrée aux systèmes américains.
Le minimum d'énergie est-il atteignable ?
#Dans son étude d'octobre 2017, le DOE écrit que le minimum thermodynamique n'est pas réalisable : aucune technologie commerciale ne pourra fonctionner à ce niveau. Pour de l'eau de mer à 35 g/L, le minimum théorique dépend du taux de conversion. L'INRAE le chiffre à 0,76 kWh par mètre cube à taux de conversion nul, et à 1,06 kWh quand la moitié de l'eau traitée est convertie.
Sources
#- Défis et perspectives du dessalement par osmose inverse pour la réutilisation, INRAE (UMR 5635, Montpellier) (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Modélisation dans Thermoptim d'une unité d'osmose inverse, R. Gicquel, Mines ParisTech, novembre 2008 (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Bandwidth Study on Energy Use and Potential Energy Savings Opportunities in U.S. Seawater Desalination Systems, DOE, octobre 2017 (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Le dessalement de l'eau de mer sera-t-il le remède à nos pénuries d'eau ?, Futura-Sciences, 2 juillet 2023 (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Combien d'énergie faut-il pour dessaler de l'eau de mer ?, Futura-Sciences, 18 septembre 2024 (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Dessalement de l'eau : qu'est-ce que c'est ?, Futura-Sciences, 29 juillet 2023 (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Dessalement de l'eau : comment, quand l'utiliser et à quel prix ?, Connaissance des énergies (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Dessaler l'eau de mer pour accroître la ressource en eau, CIEau (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
- Communiqué de presse : le 14 mai 2024, usine de dessalement aux Émirats arabes unis, Veolia (nouvelle fenêtre), consulté le 4 novembre 2026
Comment la membrane sépare-t-elle l'eau du sel ?
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