Je mets les différents documents puis
les questions

Analyse et synthèse de documents scientifiques
(Plus d'un milliard de personnes n'a pas accès à l'eau potable aujourd'hui. Les eaux des mers et océans sont des ressources en eau parmi les plus abondantes. Ainsi, de plus en plus d'usines de dessalement de l'eau de mer sont construites dans le monde.
Comment produire de l'eau potable à partir de l'eau salée ?Quelle est l'empreinte écologique de ces usines à dessalement ?)

Document 1
: Salinité des eaux
La salinité des eaux marines, exprimée en g.L mesure la concentration en sels dissous (chlorure de sodium, sulfate de magnésium, carbonate de calcium, etc.).Elle varie d'une mer à l'autre (doc.1).La salinité d'une eau est déterminée par mesure
de sa conductivité.

Document 2
: Distillation
Le procédé de distillation consiste à chauffer de l'eau de mer pour en vaporiser une partie. La vapeur d'eau produite ne contient pas de sels ; il suffit alors de la condenser pour obtenir de l'eau douce. Il existe deux grands procédés de distillation :
la distillation à effet multiple (MED) ;
la distillation multiflash (MSF), procédé le plus utilisé dans le monde.
La distillation à effets multiples (MED)
Dans la première cellule de distillation (effet 1), de l'eau de mer ruisselle sur des tubes chauffés grâce à une chaudière. Une partie de l'eau mer est vaporiséevers 70°C car la pression dans l'effet 1 est inférieure à la pression atmosphérique. L'eau de mer non vaporisée s'accumule au fond de la cellule. La vapeur d'eau formée est envoyée
dans le serpentin de l'effet 2 où règnent une température et une pression plus basses que celles de l'effet 1. La vapeur d'eau est ainsi condensée en eau distillée : cette eau est retirée de la cellule grâce à une pompe. La condensation libère suffisamment d'énergie thermique pour vaporiser en partie l'eau de mer qui ruisselle sur les tubes. La vapeur formée entre dans la cellule 3 où le même processus se répète. En pratique, on peut placer en série jusqu'à 6 ou 7 cellules de distillation.Le dernier serpentin est refroidi par l'eau de mer. ll faut 2 à 4 litres d'eau salée pour obtenir 1 litre d'eau douce.

De l'eau de mer est chauffée
sous pression à 120°C tout en restant liquide. Elle est ensuite envoyée dans une cellule où règne une pression réduite. Une partie de l'eau
sous pression est immédiatement vaporisée par détente appelée flash. La vapeur d'eau formée monte au contact de conduits froids, où circule l'eau de mer, et se condense en eau douce.Une pompe retire alors l'eau distillée de la cellule. L'eau de mer non vaporisée dans la première cellule entre dans une deuxième cellule où règne une pression plus faible que celle de la première cellule. Une seconde détente s e produit d'où le nom de distillation multiflash. Les usines de dessalement MSF peuvent comporter jusqu'à 40 cellules.

Spécialité Séance 2.1. Dessalement eau
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Analyse et synthèse
1. Qu'est-ce que la salinité d'une eau ? Quelle est
la salinité de l'eau de la mer Méditerranée ?
2. Dans le procédé de distillation MED :
2.1. Que devient la vapeur produite dans l'effet 1
lorsqu'elle passe dans le deuxième effet ?
2.2. Lors de ce passage, à quoi sert l'énergie ther
mique libérée par la condensation ?
2.3. Pourquoi la multiplication du nombre d'effets
permet-elle de réduire la consommation
d'énergie par rapport à une distillation simple ?
3. Qu'appelle-t-on « flash » dans le procédé de dis
tillation multiflash ?
4. Sur la figure illustrant le procédé multiflash,
page 3, placer les numéros
à
.
5. Justifier qu'un post-traitement avec reminéralis
ation de l'eau distillée récupérée dans les
procédés de distillation est nécessaire pour la ren
dre potable.
6. Quel est le risque majeur lié aux rejets de saum
ures dans les mers par les usines de
dessalement ?
7. Quels autres rejets sont produits par ces usines
?
8. Pour quelles raisons les usines de dessalement p
ar distillation ont-elles une empreinte
écologique plus importante que celles par osmose in
verse ?
Document 3
Osmose inverse
L'osmose tend à équilibrer les concentrations de deux solutions par transfert d'eau. Dans les procédés d'osmose inverse, la mise sous pression de l'eau de mer sous 80 bars environ, provoque le transfert de l'eau à travers la membrane semi-perméable. On obtient de l'eau pure dans un compartiment et une solution d'eau salée très concentrée dans l'autre.




Document 5
: Bilan environnemental du dessalement
Les usines de dessalement rejettent des quantités i mportantes de saumure. Si la température du concentré évacué par le procédé d'osmose inverse n' est pas plus grande que celle de l'eau de mer, elle est de 5 à 15 °C supérieure dans le cas des unités de distillation. D'autre part, pour chaque m3 d'eau potable produite, le procédé d'osmose inverse rejette 1 m3 de saumure, alors que les unités de distillation en rejettent 9. Avec l'osmose inverse, la saumure est deux fois plus concentrée en sel que l'eau de mer, et 10 à 15 % fois plus avec la distillation. En outre, dans les deux cas, les rejets contiennent des résidus chimiques comme les composés chlorés utilisés pour limiter la contamination biologique de l'eau ou lecuivre issu de l'usure des installations. On estime à 300 kilogrammes par jour l'ensemble des rejets de cuivre de toutes les usines à distillation duGolfe.Ces usines de dessalement sont essentiellement alim entées par des énergies fossiles. Or, les combustibles fossiles présentent pour l'environnement l'inconvénient d'émettre des polluants atmosphériques, notamment du dioxyde de carbone CO2, des oxydes de soufre et d'azote et des particules solides. Pour produire 1 mètre cube d'eau, une usine MED (Distillation multi-effets) consomme 7,5 kW.h. Plus des trois quarts de cette énergie sert à préchauffer l'eau de mer. Le second procédé est l'osmose inverse. Celui-ci réduit aujourd'hui la consommation totale d'une usine à 4 à 5,5 kW.h par mètre cube d'eau produite.

[color=#FF0000]1. Qu'est-ce que la salinité d'une eau ? Quelle est la salinité de l'eau de la mer Méditerranée ?
2. Dans le procédé de distillation MED :
2.1. Que devient la vapeur produite dans l'effet 1 lorsqu'elle passe dans le deuxième effet ?
2.2. Lors de ce passage, à quoi sert l'énergie thermique libérée par la condensation ?
2.3. Pourquoi la multiplication du nombre d'effets permet-elle de réduire la consommation d'énergie par rapport à une distillation simple ?
3. Qu'appelle-t-on « flash » dans le procédé de distillation multiflash ?
5. Justifier qu'un post-traitement avec reminéralisation de l'eau distillée récupérée dans les
procédés de distillation est nécessaire pour la rendre potable.
6. Quel est le risque majeur lié aux rejets de saumures dans les mers par les usines de dessalement ?
7. Quels autres rejets sont produits par ces usines?
8. Pour quelles raisons les usines de dessalement par distillation ont-elles une empreinte écologique plus importante que celles par osmose in
verse ? [/color]