Étude Expérimentale et Optimisation d’un Système de Dessalement Solaire En Milieu Saharien

Abstract

L’eau est devenue ces dernières années un sujet de grande préoccupation à l’échelle planétaire, puisque la demande en eau croît tandis que les ressources naturelles diminuent ou tendent à disparaître. Une des solutions qui peut contribuer à la résolution du problème et à l’augmentation des potentialités en eau potable, est le recoure à l’utilisation des eaux non conventionnelles telles que le dessalement des eaux saumâtres, ou la réutilisation des eaux usées épurées dans le secteur de l’agriculture. Le travail présenté dans le cadre cette thèse a pour but d’apporter des solutions aux problèmes de la qualité des eaux dans les zones arides sahariennes, d’exploiter une source des énergies renouvelables dans le domaine du traitement des eaux et plus particulièrement la distillation solaire, et d’apporter des améliorations aux techniques de la distillation solaire et ce pour améliorer le rendement d’un système de distillation solaire dans ces régions en utilisant des prototypes de distillation simples et économiques. Via une étude théorique (une modélisation et une simulation), et des travaux expérimentaux dans les conditions climatiques de la région d’Adrar. Les résultats de la modélisation et la simulation montrent que les paramètres climatiques comme l’irradiation solaire, la température ambiante, et opérationnels comme l’angle d’inclinaison et la quantité d’eau dans le distillateur ont un effet remarquable sur le rendement de ce dernier. A partir des résultats de l’étude de la qualité de l’eau on constate que la qualité des eaux dans le Sud-Ouest est variable en fonction des régions et en fonction de l’aquifère exploitée. Mais la plupart des aquifères présentent des anomalies de la dégradation de la qualité, avec l’exploitation intense. Les résultats expérimentaux de la distillation et après des séries de tests, menés sur des différents prototypes de distillateurs solaires, montrent que la région d’Adrar possède un grand gisement solaire et peut atteindre 1077,027 W/m², le maximum de la température ambiante observée est de 44,2 °C, la meilleure température de l’eau enregistrée et de 80,2 ° C. On remarque aussi que la productivité variait entre 4,04 et 4,48 l/m² et par jour, pour le distillateur testé et entre 3,76 et 4 l/m² jour, pour le témoin (conventionnel). On constate aussi que l’utilisation des matériaux de stockage de chaleur comme les roches, le gravier augmente le rendement du distillateur de 35,41 % et 30,20 % par rapport au sable et au polyéthylène. Les résultats obtenus lors d’une autre série d’expériences montrent que l’utilisation d’un plat métallique à l’intérieur du distillateur en verre a amélioré considérablement le rendement du distillateur (5,6 l/m² jours), avec un taux de 25 % par rapport aux autres absorbeurs, également l’utilisation du gravier teinté en noir et du charbon de bois a donné un bon résultat (5,08 l/m²jours et 4 l/m²jours respectivement). Aussi l’ajout d’une couche d’éponge augmente la température de l’eau mais pose l’incontinent de gêner l’évaporation donc, il est nécessaire que cette couche doit être très fine et totalement émergée. De plus la qualité de l’eau distillée est meilleure. De plus, l’étude socioéconomique des distillateurs est menée, afin de déterminer les possibilités de fabrication d’un distillateur destiné aux populations rurales et éloignées avec un plus bas coût possible. Cette estimation a montré que le distillateur solaire en verre présente le plus bas cout de fabrication par rapport aux autres distillateurs.