Brevet FR2511667A1 — publié le 19830225

L'invention est relative a une installation de dessalement des eaux saumatres -ou de l'eau de mer. Les-installations solaires actuellement mises en oeuvre pour dessaler des eaux saumâtres ou de l'eau de mer procèdent par évaporation, sous l'action du rayonnement solaire, de l'eau a dessaler contenue dans des bassins peu profonds dont le fond est noir. La condensation de l'eau ainsi évaporée se fait sur une vitre inclinée placée au-dessus du bassin et le condensat est recueilli. Ces installations connues présentent l'inconvénient majeur d'avoir un mauvais rendement. En effet, au bout d'une faible durée de fonctionnement, la vitre utilisée comme condenseur s'échauffe du fait du rayonnement solaire incident et surtout du fait de la chaleur libérée par la condensation de la vapeur d'eau.Au contraire, le bassin d'évaporation absorbe de moins en moins de chaleur car le sel précipité recouvre le fond noir du bassin d'une couche blanche refléchissante Ainsi, l'écart de température entre l'évaporateur et le condenseur va en se réduisant et par conséquent, en vertu du théorème de Carnot, le rendement de l'installation devient également de plus en plus médiocre.Il s'ensuit que pour obtenir une production notable, il faut recourir à l'installation de très grandes surfaces de bassin, ce qui représente de lourds investissements et s'accompagne de frais de maintenance importants car il faut périodiquement enlever la couche de sel qui se forme sur le fond du bassin, et cette couche de sel étant très adhérente, l'enlè- vement ne peut en outre se faire qu'en détériorant plus ou moins le fond des bassins qu'il faut chaque fois réparer et repeindre. L'invention a pour but de créer une installation de dessalement des eaux saumâtres ou de niveau de mer qui ne présente pas les inconvénients ciwdessus, dont la construction et la maintenance. soient simples et peu onêreuse#r#, et dont le rendement se maintienne à un niveau élevé et pratiquement constant pendant toute la duree de fonctionnement. A cet effet, l'invention concerne une instal latin de dessalement des eaux saumâtres ou de l'eau de mer, installation caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée d'une couche de sable ~^ disposée sur un film imperméable et à une certaine distance au-dessus de laquelle est disposée, à peu près parallèlement à la surface de cette couche de sable, une plaque alvéolée ou à double paroi dans laquelle on peut faire circuler,par l'intermédiaire d'une canalisation d'arrivée et d'une canalisation d'évacuationss l'eau à dessaler, cette plaque étant constituée d'un matériau transparent à la lumière solaire mais s'opposant au passage des rayons infrarouges, l'eau à dessaler ainsi évacuée de la plaque par l'intermédiaire de la canalisation étant amenée, avec interposition éventuelle d'un réservoir-tampon > pardes canalisations à des raz'pets distribuant cette eau à dessaler sur la surface de la couche de sable, un collecteur muni d'une canalisation d'évacuation étant prévu pour collecter l'eau dessalée obtenue par condensation sur la face inférieure de la plaque. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple non limitatif de réalisation repré senté sur la figure unique ci-jointe qui est une coupe schématique d'une installation de dessalement conforme à l'invention. Dans cet exemple de réalisation,l'installation est essentiellement constituée par une couche de sable (1) déposée sur le terrain sous-jacent avec interposition d'un film imperméable (2), et au-dessus de laquelle, à une certaine distance, est placée une plaque alvéolée ou à double paroi (3) dans laquelle on peut faire circuler l'eau à dessaler amenée par une canalisation (4) et évacuée par une canalisation (5). Cette eau à dessaler ainsi évacuée par la canalisation (5) est amenée par des canalisations (7) avec interposition éventuelle d'un réservoir-tampon (6) dans des rampes de distribution (8) permet tant de répartir l'eau à dessaler sur la couche de sable (1). La couche de sable (1), et par conséquent l'eau à dessaler dont elle est imprégnée, sont échauffées par le rayonnement solaire traversant la plaque (3) et cet échauffement provoque la vaporisation de l'eau à dessaler, qui vient se condenser sur la face inférieure de la plaque (3) pour être ensuite recueillie dans le collecteur (9) et évacuée par la canalisation (10). Ce processus de distillation se trouve considérablement facilité du fait -gu la vitre (3) est constamment refroidie par la circulation de l'eau à dessaler qui évacue ainsi les calories provenant de la condensation de la vapeur d'eau. - cette évacuation des calories de condensation préchauffe l'eau à dessaler qui peut ainsi être plus facilement portée à sa température d'évaporation lorsqu'elle a été répartie dans la couche de sable. - préalablement à sa répartition dans la couche de sable, par exemple à l'intérieur du réservoir-tampon (6), l'eau à dessaler est colorée en noir par un colorant minéral ou organique. Il s'ensuit que le sel précipitant entre les grains de sable est également coloré et qu'ainsi l'ensemble de la couche de sable prend et garde une teinte foncée favorable à l'absorption de la chaleur. On voit que grâce à ces dispositions, l'écart de température entre l'évaporateur (couche de sable 1) et le condenseur (plaque 3) ne se réduit pas progressivement comme dans les installations connues et reste au contraire constant ce qui maintient le rendement de l'installation à un niveau constant. Cette plaque 3 peut être en métacrylate ou etre une structure gonflable.Ce niveau de rendement est en outre au départ plus élevé que dans les installations connues car la surface de la couche de sable 1 peut recevoir par rapport au plan horizontal une inclinaison déterminée-et son intersection avec le plan horizontal peut également recevoir une orientation déterminée de sorte qu'elle puisse recevoir dans des conditions optimales le rayonnement solaire incident Une telle orientation n'est évidemment pas possible dans les installations actuelles utilisant des bassins peu profonds nécessairement horizontaux. En outre dans le cas de l'installation conforme à l'invention, les opérations de maintenance se trouvent considérablement simplifiées car lorsque la couche de sable (1) est par trop saturée de sel, il suffit de reconstituer une autre couche de sable vierge, soit à un autre emplacement soit au même emplacement après avoir enlevé la couche saturée au bulldozer. On peut encore augmenter considérablement le rendement de l'installation conforme à l'invention en utilisant pour l'échauffement de la couche de sable des dispositifs con centrant le rayonnement solaire > eten refroidissant pendant la nuit l'eau à dessaler au moyen de dispositifs utilisant le rayonnement nocturne. On accroit ainsi considérablement l'écart de température entre là source chaude (couche l)et la source froide (plaque 3) et donc conformément au théorème de Carnot le rendement de l'installation. On peut ainsi obtenir de 25 à 30 litres d'eau déminéralisée par mètre carré d'installation pour 8 heures de fonctionnement durne. REVENDICATIONS 10) Installation de dessalement des eaux saumâtres ou de l'eau de mer, installation caractérisée en ce qu'elle est essentiellement constituée d'une couche de sable (1) disposée sur un film imperméable (2), et à une certaine distance au-dessus de laquelle est disposée à peu près parallèlement à la surface de cette couche de sable, une plaque alvéolée ou à double paroi (3) dans laquelle on peut faire circuler par l'intermédiaire d'une canalisation d'arrivée (4)et d'une canalisation d'évacuation (5) l'eau à dessaler, cette plaque étant constituée d'un matériau transparent à la lumière solaire mais s'opposant au passage des rayons infrarouges, l'eau à dessaler ainsi évacuée de la plaque (3) par l'intermédiaire de la canalisation (5) étant amenée, avec interposition éventuelle d'un réservoir-tampon (6), par des canalisations (7) à desrampes (8) distribuant cette eau à dessaler sur la surface de la couche de sable,un collecteur (9) muni d'une canalisation d'évacuation (10) étant- prévu pour collecter l'eau dessalée obtenue par condensation sur la face inférieure de la plaque (3). 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le film imperméablé (2) sur lequel est déposée la couche de sable (1). est en polyéthylène de haute densité. 305 Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche de sable est approximativement uniforme et de l'ordre de 30 cm. 4 ) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface de la couche de sable (1) peut présenter par rapport au plan horizontal une inclinaison telle, et son intersection avec ce plan horizontal peut présenter une orientation telle que la couche de sable (1) soit exposée de façon optimale au rayonnement solaire incident. 50) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la plaque (3) est constituée de metacrylate ou d'une structure gonflable. 60) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'eau à dessaler, pie--alablement à sa répartition sur la couche de sable (I) > est coLoree. 70) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le colorant est à base d'oxyde de manganèse. 80) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le colorant est un colorant organique. 90) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caractérisée en ce que le rayonnement solaire est appliqué à l'installation par l'intermédiaire de capteurs à concentration. 100) Installation selon l'unevquelconque des revendications 1 à 9, caractérisée~en ce que l'eau à dessaler est refroidie pendant la nuit par des dispositifs à rayonnement nocturne.