Un système unique pour produire de l’énergie verte et dessaler l’eau de mer

Des ingénieurs ont perfectionné un modèle qui permet non seulement de produire de l’énergie verte, mais aussi de dessaler l’eau de mer pour les grandes populations côtières touchées par la sécheresse. Ainsi, cette innovation pourrait répondre aux besoins énergétiques et en eau potable des villes côtières.

En pompant l’eau de mer vers un réservoir situé en altitude, puis en utilisant la gravité pour acheminer l’eau salée vers une centrale hydroélectrique et une installation de dessalement par osmose inverse, la science peut satisfaire les besoins énergétiques et en eau potable des villes côtières avec un seul système.

Le système IPHROS : une solution flexible

Le système intégré de pompage hydroélectrique et d’osmose inverse (IPHROS) est un modèle à deux systèmes où « le stockage d’énergie et la production d’eau douce sont couplés de manière symbiotique », selon Maha Haji, professeure à l’Université de Cornell (USA).

Le réservoir de stockage permettra aux communautés côtières de puiser dans les énergies renouvelables pour leur réseau électrique et la production d’eau potable. La partie osmose inverse de ce modèle ajoute de la flexibilité au système.

Dans des régions comme le sud de la Californie, où les sécheresses sont fréquentes et l’eau douce est nécessaire pour l’agriculture, l’eau de mer peut être une solution viable.

Des avantages économiques et environnementaux

Les chercheurs estiment qu’avec des conceptions optimales du modèle, un grand système peut fournir 79,5 millions de kilowattheures d’électricité et 5,79 millions de mètres cubes d’eau douce par jour (soit environ les besoins quotidiens de 661 000 foyers).

Le système IPHROS peut aider à réduire les investissements en capital dans les coûts de construction, à diminuer les frais d’entretien et à apporter une solution naturelle pour diluer les rejets hautement salins après l’osmose inverse.

Le stockage d’énergie par pompage hydraulique (PSH) n’est pas un concept nouveau. En 2021, il y avait 43 centrales PSH aux États-Unis, avec une capacité totale de 21,9 gigawatts et près de 553 gigawattheures de stockage d’énergie, représentant 93 % de toute la capacité de stockage d’énergie à l’échelle des services publics aux États-Unis, selon le département américain de l’Énergie (DOE).

En synthèse

Le système IPHROS, en combinant la production d’énergie propre et d’eau douce, pourrait être une solution efficace pour répondre aux besoins croissants en énergie et en eau potable des populations côtières. Cette innovation offre une approche flexible et économiquement viable pour faire face aux défis posés par la sécheresse et la demande en ressources.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le système IPHROS ?

Le système IPHROS (Integrated Pumped Hydro Reverse Osmosis System) est un modèle à deux systèmes qui couple le stockage d’énergie et la production d’eau douce de manière symbiotique, en utilisant l’énergie hydroélectrique et l’osmose inverse pour dessaler l’eau de mer.

Comment fonctionne le système IPHROS ?

Le système IPHROS pompe l’eau de mer vers un réservoir en altitude, puis utilise la gravité pour acheminer l’eau salée vers une centrale hydroélectrique et une installation de dessalement par osmose inverse, produisant ainsi de l’énergie et de l’eau douce.

Quels sont les avantages du système IPHROS ?

Le système IPHROS peut réduire les investissements en capital dans les coûts de construction, diminuer les frais d’entretien et apporter une solution naturelle pour diluer les rejets hautement salins après l’osmose inverse. Il peut également répondre aux besoins énergétiques et en eau potable des populations côtières.

Où pourrait être utilisé le système IPHROS ?

Le système IPHROS pourrait être utilisé dans les régions côtières touchées par la sécheresse, comme le sud de la Californie, où l’eau douce est nécessaire pour l’agriculture et la consommation humaine.

Quelle est la capacité de production d’énergie et d’eau douce du système IPHROS ?

Avec des conceptions optimales du modèle, un grand système IPHROS peut fournir 79,5 millions de kilowattheures d’électricité et 5,79 millions de mètres cubes d’eau douce par jour, soit environ les besoins quotidiens de 661 000 foyers.

Références

Maha Haji, professeure à l’Université de Cornell (USA), et Matthew Haefner, doctorant en ingénierie des systèmes, sont co-auteurs de l’article : « Integrated Pumped Hydro Reverse Osmosis System optimization featuring surrogate model development in Reverse Osmosis modeling » https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.121812