Le dessalement est en plein essor alors que les villes manquent d’eau

Cette histoire a été initialement publiée sur Yale Environment 360 et fait partie de la collaboration du Climate Desk.

À une trentaine de kilomètres au nord de San Diego, le long de la côte Pacifique, se trouve l’usine de dessalement Claude « Bud » Lewis Carlsbad, le plus grand effort pour transformer l’eau salée en eau douce en Amérique du Nord.

Chaque jour, 100 millions de gallons d’eau de mer sont poussés à travers des membranes semi-perméables pour créer 50 millions de gallons d’eau qui sont acheminés vers les utilisateurs municipaux. Carlsbad, qui est devenu pleinement opérationnel en 2015, crée environ 10 % de l’eau douce que les 3,1 millions de personnes de la région utilisent, à un coût environ deux fois plus élevé que l’autre principale source d’eau.

Chère, oui, mais vitale pour le fait qu’elle est locale et fiable. « La sécheresse est une condition récurrente ici en Californie », a déclaré Jeremy Crutchfield, responsable des ressources en eau à l’autorité de l’eau du comté de San Diego. « Nous venons de sortir d’une sécheresse de cinq ans en 2017. La centrale a réduit notre dépendance aux approvisionnements importés, ce qui est parfois difficile ici en Californie. C’est donc un élément de fiabilité. »

Une deuxième usine, similaire à celle de Carlsbad, est en cours de construction à Huntington, en Californie, avec la même capacité de 50 millions de gallons par jour. Il y a actuellement 11 usines de dessalement en Californie, et 10 autres sont proposées.

Le dessalement – le dessalement en abrégé – a mis du temps à arriver. Pendant des décennies, on nous a dit qu’il transformerait un jour les océans d’eau salée en eau douce et étancherait la soif du monde. Mais les progrès ont été lents.

Ceci est en train de changer, car le dessalement entre en jeu dans de nombreux endroits du monde. Plusieurs facteurs convergent pour mettre en service de nouvelles usines. La population a explosé dans de nombreux endroits soumis à un stress hydrique, notamment dans certaines régions de Chine, d’Inde, d’Afrique du Sud et des États-Unis, en particulier en Arizona et en Californie. En outre, la sécheresse – dont une partie est due à un changement de climat – se produit dans de nombreuses régions qui, il n’y a pas si longtemps, pensaient que leurs réserves étaient suffisantes.

San Diego est l’un de ces endroits. Avec seulement 12 pouces de pluie par an dans le climat méditerranéen de la Californie du Sud et sans eaux souterraines, la région obtient la moitié de son eau du lointain fleuve Colorado. La quantité de neige qui tombe dans les montagnes Rocheuses et maintient le débit de ce puissant fleuve a toutefois fortement diminué au cours des deux dernières décennies et, selon certains chercheurs, elle pourrait contribuer à l’aridification permanente de l’Ouest. Le changement climatique est un phénomène très réel pour les gestionnaires de l’eau dans tout le Sud-Ouest et ailleurs.

En attendant, le coût de l’eau dessalée a baissé à mesure que la technologie évolue et que le coût des autres sources augmente. Au cours des trois dernières décennies, le coût du dessalement a chuté de plus de la moitié.

Un boom du dessalement, cependant, ne signifie pas que tous les endroits ayant accès à la mer ont trouvé une nouvelle source d’eau douce. Les circonstances jouent un grand rôle. « Lorsque les populations augmentent et que les réserves d’eau de surface existantes sont épuisées ou que les eaux souterraines sont épuisées ou polluées, alors les problèmes sont aigus et il y a des choix à faire » concernant le dessalement, a déclaré Michael Kiparsky du Wheeler Water Institute à la faculté de droit de l’UC Berkeley. « Il y a des endroits dans le monde où le dessalement a un sens économique, où il y a une forte pression sur les ressources en eau plus beaucoup de ressources énergétiques disponibles », comme au Moyen-Orient.

Les partisans du dessalement reconnaissent que l’industrie doit affronter et résoudre certains problèmes environnementaux graves si elle veut continuer à se développer. Le dessalement nécessite de grandes quantités d’énergie, qui, dans certains endroits, est actuellement fournie par des combustibles fossiles. M. Kiparsky met en garde contre le risque d’une boucle de rétroaction dans laquelle il faudrait davantage de dessalement à mesure que la planète se réchauffe, ce qui entraînerait une augmentation des émissions de gaz à effet de serre. En outre, il y a de sérieuses inquiétudes quant aux dommages causés à la vie marine par les systèmes d’admission de l’usine et les eaux usées extra-salées.

Les premières usines de dessalement à grande échelle ont été construites dans les années 1960, et il y a maintenant quelque 20 000 installations dans le monde qui transforment l’eau de mer en eau douce. Le royaume d’Arabie saoudite, avec très peu d’eau douce et des coûts énergétiques bon marché pour les combustibles fossiles qu’il utilise dans ses usines de dessalement, produit la plus grande quantité d’eau douce de toutes les nations, un cinquième du total mondial.

L’Australie et Israël sont également des acteurs majeurs. Lorsque la sécheresse du millénaire a frappé le sud-est de l’Australie de la fin des années 1990 à 2009, les systèmes d’eau de la région sont tombés à de petites fractions de leur capacité de stockage. Face à la crise, Perth, Melbourne et d’autres villes se sont lancées dans la construction de grandes usines de dessalement. L’usine de Melbourne, qui a fourni sa première eau en 2017, a coûté 3,5 milliards de dollars à construire et fournit un tiers de l’approvisionnement de la ville. Elle est essentielle car la région a connu des précipitations inférieures à la moyenne pendant 18 des 20 dernières années.

Israël aussi est à fond dans le dessalement. Il a cinq grandes usines en fonctionnement et en prévoit cinq autres. Les pénuries d’eau chroniques y appartiennent désormais au passé, car plus de la moitié des besoins domestiques du pays sont satisfaits par l’eau de la Méditerranée.

A l’échelle mondiale, plus de 300 millions de personnes tirent désormais leur eau des usines de dessalement, selon l’Association internationale du dessalement.

Mais malgré le besoin, les usines de dessalement ne seront pas construites sur toutes les côtes. Au premier rang des obstacles figure le coût de la construction d’une usine et le coût du traitement de l’eau. L’autorité de l’eau du comté de San Diego paie environ 1 200 dollars pour un acre-pied d’eau provenant du fleuve Colorado et du delta du fleuve Sacramento San Joaquin et pompée sur des centaines de kilomètres vers la Californie du Sud. La même quantité provenant de l’usine de Carlsbad – suffisante pour alimenter une famille de cinq personnes pendant un an – coûte environ 2 200 dollars. Comme le lac Mead – le réservoir d’eau du fleuve Colorado à la frontière entre le Nevada et l’Arizona qui alimente San Diego – baisse précipitamment, il pourrait un jour, peut-être dans les prochaines années, ne plus être en mesure d’alimenter San Diego. La certitude est primordiale.

Le dessalement, cependant, est en proie à de sérieux problèmes environnementaux. Il existe deux types de dessalement – le thermique, qui chauffe l’eau puis capte la condensation, et l’osmose inverse, qui force l’eau de mer à traverser les pores d’une membrane plusieurs fois plus petite que le diamètre d’un cheveu humain. Cela piège les molécules de sel, mais permet aux molécules d’eau plus petites de passer. Ces deux procédés nécessitent beaucoup d’énergie, et les émissions de gaz à effet de serre créées par l’énergie nécessaire – en particulier au Moyen-Orient, où les combustibles fossiles produisent de l’électricité – contribuent de manière significative au réchauffement climatique.

Il y a aussi des impacts écologiques. Il faut deux gallons d’eau de mer pour faire un gallon d’eau douce, ce qui signifie que le gallon laissé derrière est saumâtre. On s’en débarrasse en la renvoyant dans l’océan et – si on ne le fait pas correctement en la diffusant sur de grandes surfaces – elle peut appauvrir l’océan en oxygène et avoir des impacts négatifs sur la vie marine.

Une étude de l’Institut des Nations unies pour l’eau, l’environnement et la santé publiée plus tôt cette année soutient que le problème des déchets de saumure a été sous-estimé de 50 % et que, lorsqu’elle est mélangée aux produits chimiques censés empêcher les systèmes de s’encrasser, la saumure est toxique et provoque une grave pollution.

Un autre problème provient de l’aspiration de l’eau de mer pour le traitement. Lorsqu’un poisson ou un autre gros organisme se coince sur la grille de prise d’eau, il meurt ou est blessé ; en outre, les larves de poissons, les œufs et le plancton sont aspirés dans le système et sont tués.

« À notre prise d’eau, nous avons de minuscules petits organismes, qui représentent environ une livre et demie de poissons adultes par jour », a déclaré Jessica Jones, porte-parole de Poseidon Water, qui possède l’usine de Carlsbad. « Pour atténuer ce phénomène, nous restaurons 66 acres de zones humides dans la baie de San Diego. Et nous venons d’obtenir une nouvelle prise d’eau autorisée, ce qui atténuera les impacts. »

Selon Heather Cooley, directrice de recherche à l’Institut du Pacifique, « il y a beaucoup d’inconnues autour de l’impact sur la vie marine. Il n’y a pas eu beaucoup de surveillance dans les installations. » Une stratégie de plus en plus utilisée pour obvier à ce problème, ou le réduire, consiste à enterrer les prises d’eau de mer sous le plancher océanique et à utiliser le fond sablonneux de l’océan comme un filtre naturel.

En 2016, la Californie a adopté l’amendement sur le dessalement, qui a renforcé les réglementations relatives aux prises d’eau et à l’élimination de la saumure. Les partisans du dessalement soutiennent que les changements ont été onéreux et ralentissent la marche vers un avenir de dessalement.

En raison du coût du traitement de l’eau de mer et des impacts sur l’océan, une grande partie de la croissance récente du dessalement a impliqué l’utilisation d’eau saumâtre. Les solides dans l’eau saumâtre sont un dixième de la quantité dans l’eau de l’océan, et cela rend le processus beaucoup moins cher.

L’Arizona, perpétuellement à court d’eau et confronté à une pénurie d’approvisionnement du Colorado River, envisage à la fois une usine de dessalement de l’eau de mer en partenariat avec le Mexique – qui a l’accès à l’océan qui manque à l’État – et des usines qui peuvent traiter les 600 millions d’acres-pieds de dépôts d’eau saumâtre que l’État estime avoir.

Le Texas, quant à lui, compte aujourd’hui 49 usines de dessalement municipales qui traitent les eaux saumâtres, de surface et souterraines. San Antonio construit actuellement ce qui sera la plus grande usine de dessalement d’eau saumâtre du pays. Dans sa première phase, elle produira 12 millions de gallons par jour, soit assez pour 40 000 familles, mais d’ici 2026, l’usine – connue sous le nom de H2Oaks – produira 30 millions de gallons par jour. Le dessalement de l’eau saumâtre coûte de 1 000 à 2 000 dollars par acre-pied.

Le Cooley du Pacific Institute soutient qu’avant de construire des usines de dessalement, les municipalités devraient pleinement mettre en œuvre des programmes de conservation, promouvoir la réutilisation potable – la réutilisation des eaux usées, également connue sous le nom de recyclage des toilettes au robinet – ou traiter les eaux de ruissellement. « Il est logique de faire d’abord les options les moins chères et de laisser les options plus coûteuses en cours de route pour être développées lorsque vous en aurez besoin », a-t-elle déclaré.

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