FR2983191A1 - Dessalement magnetique nanotechnologique - Google Patents

Abstract

Conception nouvelle de fabrication d'eau douce par un procédé de "dessalement magnétique nanotechnologique" (DEMANA), qui se distingue nettement et profitablement des méthodes existantes (vaporisation, membrane, électrolyse) car elle s'appuie sur l'application des aimants à l'infiniment petit des nanoparticules. Injectée (c) dans l'eau de mer à l'entrée de la machine (a) une multitude de nanomatériaux (b) fixera les sels dissous, puis magnétisés par un puissant aimant (d) permettra l'extraction magnétique (e) du conglomérat en continu. L'utilisation sera directe et instantanée, les nanomatériaux recyclés (f)+(g). Disposé sur terre au long des littoraux (des continents ou des îles), le système gagne en simplification, diminution des investissements, économie de chaudières et suppression de combustibles chers et polluants. Ce procédé profite d'un très bon rendement, d'un bas coût énergétique et se limite à une seule consommation d'électricité, qui peut d'ailleurs être fournie en partie ou totalité par des énergies nouvelles et renouvelables éventuellement marines (éoliennes offshore, hydroliennes, énergie des vagues, usine marémotrice, etc. ...). Des applications sont aussi possibles pour tout ce qui flotte sur ou dans les mers, pour des besoins particuliers isolés, pour des besoins industriels, mais encore pour des dépollution/purification/décontamination d'autres fluides entrants voire de certains effluents.

Description

- 1 - La présente invention concerne un nouveau concept de dessalement d'eau de mer par extraction magnétique qui s'appuie sur les récents développements des "nanotechnologies" c'est-à-dire à l'échelle, au milliardième de mètre, des premiers assemblages atomiques et moléculaires comme dans l'ADN et les puces électroniques. Une extrapolation en est possible en termes de séparation/purification/dépollution pour d'autres fluides entrants et pour divers rejets polluants. On peut s'étonner d'un tel intérêt pour ce domaine du dessalement dans lequel existent déjà de nombreux procédés selon trois principes de base. - Le principe thermique : Distillation multi-effets, Flash multi-étages ou système flash, Compression de vapeur, Distillation par dépression, Distillation par four solaire, .... - Le principe par membrane : Osmose inverse, ultra ou micro ou nano-filtration, - Le principe par électrolyse : Électrolyse, .... On y ajoutera le récent brevet W02009135497 (A2) du 12 novembre 2009: "Utilisation 15 d'un courant d'énergie consolidé par nanotechnologie pour le dessalement de l'eau" qui est une variante d'électrolyse alternative où le courant électrique produit une cristallisation de l'eau avec rejet des sels, les nanoparticules ayant un rôle de consolidation. Mais s'il y a foison elle n'est qu'apparente car ces méthodes sont généralement lourdes, onéreuses, très gourmandes en énergie thermique ou électrique voire limitées en 20 capacité et de ce fait pas vraiment justifiées ailleurs que dans des pays riches très chauds et arides où l'eau douce fait cruellement défaut et où les villes sont assez proches de la mer. Sans compter que ces technologies, presque toujours polluantes, sont assujetties aux marchés du pétrole et du gaz. Or nous savons tous que le manque d'eau douce, de consommation humaine et d'irrigation sinon pour l'industrie, va se faire de plus en plus 25 ressentir partout dans le monde ce qui ne sera pas sans poser de graves problèmes de géopolitique et de survie. L'invention sous appellation abrégée "dessalement magnétique nanotechnologique" (DEMANA), est très différente des méthodes existantes et récentes. Ce qui est proposé avec ce concept nouveau est un procédé simple de 30 "séparation/extraction par aimantation des sels" rendu possible par la technologie récente des "nanomatériaux magnétisables" (superparamagnétiques). L'utilisation sera directe, instantanée. Le matériau actif, intégré à l'eau, piégera les sels dissous et permettra leur extraction en continu. L'eau n'aura pas besoin de reposer pendant X temps ou être bouillie. Dans ce processus aucun besoin d'une chaleur quelconque, ni 35 d'évaporation, ni de membrane, ni d'électrolyse de l'eau de mer. Il ne restera qu'à traiter l'eau dessalée afin de la rendre potable, si elle ne l'est pas déjà. - 2 - Avec l'utilisation de la nanotechnologie, l'eau de mer entrera par un bout de la machine et elle sortira adoucie de manière continue par l'autre bout. Les humains, les pays et la planète Terre devraient en tirer large bénéfice en termes de survie, d'économies d'énergie, de stabilité géopolitique et de réduction des pollutions. Les grands avantages de cette nouvelle technologie sont qu'à l'échelle "nanoscopique" : 1) Le rapport entre les diverses forces d'interactions est différent du rapport à l'échelle "macroscopique". Pour des tailles de l'ordre du nanomètre, les caractéristiques 10 électriques, magnétiques, mécaniques ou optiques des matériaux changent. Les forces de surface deviennent prépondérantes face aux forces d'inertie. En effet : - Les forces d'inertie et le poids varient avec le cube de la longueur caractéristique des objets manipulés (forces volumiques). - Les forces de surface telles que les forces de Van der Waals ou les forces 15 électromagnétiques varient avec le carré de la longueur caractéristique de l'objet. On imagine aisément que les énergies à mettre en jeu sont elles aussi réduites. Le coût énergétique d'une telle installation devrait donc être très compétitif. Les chercheurs du CBEN ont montré que les nanocristaux magnétiques d'oxyde de fer de taille homogène inférieure à 20 nm de diamètre, dispersés en solution aqueuse, pouvaient être extraits de 20 la solution sous l'action de gradients de champs très faibles (inférieurs à 100 77m). 2) Il y a d'autre part un grand intérêt à l'utilisation des nanoparticules comme nanoadsorbants pour fixer les sels d'eau de mer, avant extraction magnétique, car leur performance est liée à leur surface spécifique très élevée : 100 fois plus importante pour une nanoparticule de 10 nm (dix nanomètres) de diamètre que pour une particule d'1 pm 25 (un micromètre). Ainsi pour une même masse les capacités d'adsorption de nanoparticules sont bien plus élevées que celles de micro-particules (Auffan et al., 2007). L'idée d'une telle invention DEMANA vient de ce que nous savons depuis quelques années fabriquer en nombre des nanomatériaux de tous types. De nombreux brevets ont été déposés sur la fabrication et les possibilités d'utilisation de nanomatériaux, 30 dont trois qui nous intéressent tout particulièrement pour cette invention : > le n° EP 1603662 (T2) publié le ter août 2007 sur la PURIFICATION DE FLUIDES AVEC DES NANOMATERIAUX, dont des nanotubes pour du dessalement ; > le n° EP1339075 (A1) publié le 27 août 2003 sur les NANOMATERIAUX MAGNETIQUES ET PROCEDE DE FABRICATION ; 35 > et le n° W02009155384 (Al) publié le 23 décembre 2009 sur les NANOPARTICULES SUPERPARAMAGNÉTIQUES DESTINÉES À ÉLIMINER DES CELLULES, DES AGENTS PATHOGÈNES OU DES VIRUS. - 3 - Auxquels il faut ajouter de nombreux articles de résultats de recherches universitaires ou privées comme : D LES NANOPARTICULES MANUFACTURÉES DANS L'EAU selon I'AFSSA (France) ; > LES NANOTECHNOLOGIES ET ENJEUX DANS LES SECTEURS DE L'EAU ET DE L'ENERGIE DES PAYS EN DEVELOPPEMENT par I'AFD, GRET et VIVAGORA ; > LES NANOPARTICULES MAGNETIQUES SYNTHESE ET PROPRIETES par l'IPCMS de Strasbourg et le LCC de Toulouse ; > LES NANO-PARTICULES MANUFACTUREES ET ENVIRONNEMENT: EVOLUTION TECHNOLOGIQUE OU NOUVEAUX POLLUANTS selon le CEREGE d'Aix en Pce ; On sait que l'utilisation des nanoparticules (NPs) mène déjà à plus de 400 applications commercialisées dans de multiples domaines : Automobile, aéronautique et espace - Electronique et communications - Chimie et matériaux - Pharmacie, biomédical et biotechnologie - Cosmétique - Santé - Energie - Environnement et écologie - Défense - Secteur manufacturier. On sait que des nanotubes de carbone dopés mènent déjà à de nombreuses applications et qu'on commence à en développer la possible utilisation dans le dessalement par nanofiltration. Par ailleurs on se sert déjà de « nanoparticules de fer pour décontaminer des eaux de puits chargées en Arsenic » et « de nanoparticules d'argent pour tuer des bactéries ». ... Bientôt des « nanoparticules pour détruire les tumeurs cancéreuses ». Plus particulièrement dans le cadre de ce dépôt de brevet, on sait que les NPs superparamagnétiques d'oxydes de fer, comme la magnétite et la maghémite, les Co, les Ni, sont particulièrement intéressantes à titre d'adsorption de polluants et pour leur extraction en milieu aqueux de phosphates, sulfates, nitrates et de matières organiques (Auffan et al., 2007). Cependant les métaux ferromagnétiques s'oxydent spontanément à l'air et sont donc très peu directement utilisés car perdant alors leurs performances. Pour pallier à ce problème on a fabriqué des NPs ferromagnétiques enrobées, des coeur/coquille FeCo-Au, des FGbeads, des billes incluant et groupant nanoparticules superparamagnétiques et nanoparticules de charbon actif... Des nanostructures de silicone montrent aussi de bonnes facultés d'adsorption de chlorures de Na Or les sels d'eau de mer 3,5% en masse) sont justement principalement des chlorures de Na 2,7%) et un peu de Mg 0,4%) puis des sulfates. Les performances s'améliorent de jour en jour. L'astuce est donc d'introduire une multitude de nanomatériaux magnétisables (b)+(c) dans l'eau salée à l'entrée de la machine (a). Les nanomatériaux spécifiques sont choisis selon leur faculté de se fixer aux sels dissous, par piégeage / adsorption. Ces innombrables et minuscules nanomatériaux et les sels qu'ils ont piégés/adsorbés deviennent alors magnétisés et attirés/extraits hors du courant d'eau dès lors qu'ils sont exposés à de puissants aimants (d). -4- Enfin dans le circuit dérivé de récupération (e) les nanomatériaux, ayant perdu leur magnétisme hors du champ de l'aimant, seront débarrassés des sels dissous (f) puis seront récupérés intacts (g) et réinjectés (c) à l'entrée de la machine. Quant aux sels dissous extraits de l'eau ils seront évacués à la mer sous forme de saumure ... ou valorisés, si possible et rentable. La figure n° 1 résume et visualise ce fonctionnement en donnant le principe sommaire du "dessalement magnétique nanotechnologique" (DEMANA). La figure n° 2 montre ce que serait la machinerie de dessalement proprement dite sur sol stable, à terre en bordure de côte, pour les grandes installations qui méritent notre attention première car destinées à l'usage d'un très large public sur les continents et les îles. - Les figures n° 3 et 4 symbolisent un type de réalisation vue d'avion selon deux variantes de prise d'eau en mer. La machinerie de dessalement proprement dite et ses accessoires directement associés y sont logés dans la salle des machines dessinée en vue éclatée mais normalement fermée. Autour du bâtiment sont les principaux équipements annexes. L'installation globale se compose des sous-systèmes suivants : - Une prise d'eau en mer (1) avec pré-filtrage voire pompage d'aspiration - Une station de décantation et de filtration (2) - Une station de pompage d'eau de mer épurée (3) - Une salle des machines (4) abritant o ('installation de dessalement proprement dite (a) o te système de préparation (b) et d'injection (c) des nanomatériaux magnétisés o les électroaimants (d) o le système de récupération (e) des nanomatériaux chargés de sels en sortie de circuit après les électroaimants o La séparation des nanomatériaux et des sels (f) o Un circuit de récupération et de recyclage des nanomatériaux (g) - Un poste de rejet en mer de la saumure extraite de la machine (5) - En variante, un poste dérivé de traitement de la saumure (6) pour en prélever les sels à l'usage des consommateurs particuliers ou de l'industrie - Une sous-station électrique pour importer l'électricité (7) du réseau local ou national (8) voire d'énergies renouvelables, éventuellement marines - Enfin la sortie d'eau douce en flux continu avec sa pompe (9) de mise en pression sur le réseau de distribution (10) - 5 - Seule la machinerie de dessalement proprement dite et ses sous-systèmes directement associés, en salle des machines ou proches alentours, sont l'objet de ce dépôt de brevet. Tous les autres postes plus ou moins annexes (prise d'eau de mer + filtration + pompage + tuyaux + rejets + circuit de distribution d'eau douce) sont déjà bien connus de l'industrie en particulier pour les centrales électriques, classiques ou nucléaires, en bord de mer. Les ingénieries spécialistes en la matière sauront en faire l'implantation, le design et le dimensionnement selon tes sites retenus avec l'appui des industriels.

Deux variantes principales de la prise d'eau de mer sont possibles selon la topographie des sols marins : - En rivages ensablés à faible pente il conviendra, selon la figure n° 3, d'aller chercher l'eau de mer à une certaine distance de la côte pour y prélever une eau la moins sale et la moins chargée en sédiments. Sinon il faudra, si les terrains sont largement disponibles, construire un long chenal de tranquillisation et un volumineux bassin de décantation. - Pour des zones rocheuses à fonds rapidement profonds et eau de mer moins chargée on appliquera une solution avec piégeage de déchets flottants et barrière anti houle selon la figure n° 4. La machine de dessalement (a) proprement dite sera constituée de plusieurs "trains" (tranches) parallèles selon les débits mis en jeu. D'autre part l'analyse des résultats d'un pilote d'essais définira l'éventuelle nécessité de mettre des machines/modules en série dans un même "train" pour parfaire le traitement et obtenir la qualité d'eau douce désirée. A noter que l'eau de mer est avant tout très chargée en chlorure de sodium (ez 80% des sels dissous) puis, mais nettement moins, en MgCl2 et en sulfates. On favorisera donc l'extraction du chlorure de sodium avant celle des autres sels, sauf si la même nanoparticule peut gérer les deux traitements en simultané, car si l'agriculture, qui consomme 50% à 80% des besoins nets nationaux et qui nécessite l'eau la moins traitée, ne tolère absolument pas le chlorure de sodium elle accepte néanmoins des eaux encore chargées en sulfates, et en ions Ca et Mg associés.

Ainsi selon les lieux de dessalement et de consommation et donc selon les répartitions des besoins entre irrigation, industrie et consommation humaine on envisagera un traitement en plusieurs étapes qui sera une réponse économique adaptée aux besoins réels de la zone concernée par cette alimentation en eau dessalée. Les traitements additionnels plus spécifiques et plus poussés déjà bien connus (alcalinité, dureté, potabilité) seront effectués en sortie d'unité ou régionalement ou sur place au niveau des consommateurs, donc en dehors du dispositif sujet à ce dépôt de brevet. - 6 - La machine sera aussi de préférence fermée et cloisonnée tant pour encaisser les variations de pression, et de niveau d'eau de mer, que pour des raisons de propreté. Toutefois le bassin de décantation, les pompes d'eau de mer et la forme des cuves devraient nettement amortir ces variations. Un petit débit dérivé sur le circuit entrant d'eau de mer alimentera la trémie (b) remplie en NPs superparamagnétiques lesquelles seront injectées (e) à l'entrée de la machine. Ces nanomatériaux (coeur magnétite ou maghémite+charbon actif+liant, coeurs Fe/Co/Ni+coquille+ligand, coeurs FeCo revêtus Silicone, ou autre produit plus performant nouveau) dispersés dans l'eau entrante adsorberont les sels et seront magnétisés puis fortement attirés par le champ magnétique externe d'un aimant. Le bon choix évolutif des nanoparticules multipliera l'adsorption des sels tandis que l'intensité du champ magnétique externe favorisera l'extraction des sels. Mais pour tout nanomatériau choisi le principe connu d'adsorption puis d'extraction magnétique restera le même.

Chaque machine sera équipée d'un aimant (d) suffisamment puissant pour attirer et sortir du circuit d'eau principal les nanoparticules (NPs) superparamagnétiques ainsi magnétisées avec leurs sels adsorbés et les décharger dans un circuit dérivé, malgré l'intensité du flux d'eau passant et jusqu'au débit maximal extrême (néanmoins à vitesse modérée). A noter que l'eau n'affecte pas de manière significative la force d'un aimant.

Les NPs ainsi que ce qu'elles transportent, migrent à travers tes lignes les plus fortes du champ magnétique. De cette façon, l'action du champ magnétique sur les particules dans une suspension liquide est proportionnelle à la taille des particules, la densité du flux et le gradient du champ magnétique. Il ne restera dans le circuit direct à flux continu qu'une eau plus ou moins adoucie selon les besoins. Pour permettre les meilleures performances et les meilleurs coûts on fera appel en fonction de la taille / du débit et selon le fabricant : - à des séparateurs par magnétisme permanent puissant (comme des disques ou cylindres néodymes), partiellement immergés, tels qu'utilisés dans l'industrie de séparation humide, pour les petits voire moyens débits, - à des séparateurs overband permanents ou électromagnétiques, hors d'eau, pour tes gros débits auxquels ne peuvent s'appliquer les matériels simples précédents, Tandis que sur les plus petites unités on pourra faire appel (comme dans l'alimentaire) : - à des boitiers équipés de séparateurs magnétiques néodymes immergeables nettoyables par séquence, c'est à dire en fonctionnement discontinu avec redondance d'équipement pour permettre la séquence de nettoyage sans devoir arrêter l'installation complète. Un tel système pourra même correspondre au mieux à des installations totalement fermées comme dans un sous-marin. - 7 - De plus la machine et circuits dérivés devront être exempts de pièces pouvant nuire au bon fonctionnement de l'électroaimant (cuve en béton protégé, cuve et tuyaux en verre, en résines synthétiques ou matières plastiques ... autorisées par les services de santé).

Dans le système de récupération (e) les NPs superparamagnétiques et leurs sels adsorbés seront dégagés des aimants, hors circuit d'eau traitée, soit par délestage en zone hors aimantation, soit par marche/arrêt alternés de l'aimantation, soit par grattage et/ou jet d'eau sous pression. La solution adoptée dépendra des types d'aimants retenus selon les fabricants et tailles d'installation mises en jeu tel que défini page précédente.

Puis la mixture sera envoyée vers le système (f) de séparation des nanomatériaux d'avec les sels entraînés. Les agglomérats "NPs+sels" perdant naturellement leur magnétisme, dès que suffisamment éloignés du flux d'aimantation, il ne restera plus qu'à les défier. On mettra en jeu une dispersion/déagglomération par ultrasons complétée par des méthodes classiques de séparation, mécanique ou électrolytique sinon chimique.

Performances et prix feront le choix. Finalement d'un côté on récupérera et recyclera les nanoparticules vers la trémie (b) tandis que la saumure sera soit rejetée en mer (5) soit stockée, traitée et valorisée (6). La sortie d'eau adoucie (9) sera équipée de clapet anti-retour et éventuellement dérivée vers un point de rejet de secours lors d'une panne, d'un arrêt ou d'une insuffisance de qualité. Le design optimal des équipements reste à définir et leurs dimensions à calculer selon les conditions spécifiques de site et selon les débits mis en jeu. De même le choix optimal des nanomatériaux magnétiques tels qu'envisagés est sujet à évoluer (s'améliorer), en discussion avec les centres de recherche et avec les fabricants des nanoparticules dont les découvertes avancent à pas de géants. Toutefois il n'apparait pas à ce jour d'impossibilité flagrante avec les matériaux et matériels disponibles : - Depuis les travaux de Huffman et Kramer de l'Université de Heidelberg dans les années 90, on sait obtenir des nanomatériaux en quantités macroscopiques. Avec ce marché important leur coût s'en trouvera rapidement considérablement réduit. - On sait aussi d'ores et déjà dès leur fabrication jongler avec les propriétés électriques et magnétiques intrinsèques de ces nanomatériaux. On sait aussi depuis longtemps construire des aimants permanents Néodymes petits et moyens en taille mais puissants ainsi que des électroaimants jusqu'aux plus grandes tailles et puissances comme ceux à tapis roulant (nombreux fabricants sur la place publique et multitudes d'applications). - 8 - Passé les premiers tests et mises au point sur un "pilote d'essais", des installations terrestres de dessalement de grandes tailles (plusieurs lignes en parallèle et blocs en série) devraient pouvoir être réalisées sans trop tâtonner car les équipements de base sont prêts pour cela. Cependant de telles grandes installations ne peuvent être disposées que le long du littoral (des continents et des îles). Par ailleurs pour la distribution à grande échelle il faudra à terme, lorsque les manques en eau douce seront flagrants, installer de grands réseaux interconnectés de distribution sur l'ensemble du territoire (canaux et aqueducs d'irrigation, pipelines d'eau douce ... avant utilisation/potabilisation locale).

La gamme de réalisation de l'invention reste assez large sous réserve d'adapter et simplifier sur les plus petites unités pour lesquelles le principe actuellement en faveur d'osmose inverse pourrait rester plus favorable. Toutefois paradoxalement un idéal de simplicité et d'économie d'un tel projet de taille moyenne ou petite pourrait bien consister en une installation en mer (petits et gros bateaux, sous-marins, plateforme pétrolière, toutes places de vie immergées, ...) car la prise d'eau de mer et le circuit de distribution y sont réduits au strict minimum. La prise d'eau en mer est une simple ouverture dans la coque sous la ligne de flottaison et l'eau douce est consommée sur place. Bien sûr il faudra néanmoins filtrer (poissons, coquillages, débris, sables, pollutions diverses, etc. ...) avant injection dans la machine. De plus le système en mer devra être impérativement fermé et aménagé spécifiquement pour faire face au tangage et au roulis ainsi qu'aux différences de pression en cas d'immersion. Vu ses difficultés ce type d'application en mer reste limité car la concurrence sera difficile avec le principe existant et répandu d'osmose inverse dans cette gamme de taille. Comparé aux solutions concurrentes actuellement en cours sur les grands débits, et à terre, ce nouveau procédé devrait s'avérer rapidement très profitable car : Les unités seraient réduites à l'essentiel, logées sur des terrains non prisés en bordure de mer, et partiellement voire totalement sous le niveau des marées les plus basses pour diminuer la consommation électrique de pompage d'eau de mer. Point besoin non plus de gros stockage, puisqu'en flux continu. - Les réseaux de distribution existants seraient inchangés. Les postes de dessalement existants pourraient rester connectés en parallèle et en secours jusqu'à leur fin de vie ou jusqu'à leur rentabilisation/amortissement. - La consommation énergétique se limiterait pour l'essentiel à l'électricité destinée aux électroaimants et aux diverses pompes internes de mise en pression (qui n'ont à vaincre qu'une faible perte de charge dans la machine). Pas de chaleur et donc pas de consommation de combustibles, fossiles ou autres, coûteux et polluants. - 9 - On devrait avec ce nouveau procédé profiter d'un très bon rendement et d'un coût énergétique assez bas, inférieur à toutes les solutions existantes et limité à une seule consommation d'électricité qui pourrait d'ailleurs être fournie en partie ou totalité par des énergies nouvelles et renouvelables éventuellement marines (éoliennes offshore, hydroliennes, énergie des vagues, usine marémotrice, etc. ...). De plus les aimants permanents ne sont pas consommateurs d'énergie pendant leur fonctionnement. Pour répondre aux soucis sanitaires et écologiques, si impact biologique il devait y avoir il ne pourrait venir que du rejet de saumure concentrée ou de la manipulation et du rejet des nanomatériaux, à supposer qu'on ne parvienne pas à les recycler. Mais sachant que le recyclage des nanomatériaux est un point économique et sanitaire important du projet, leur rejet n'est pas a priori d'actualité. Avec les méthodes déjà citées et développées ci-dessus on trouvera la solution idéale pour les récupérer. On évoque aussi les risques d'ingérence des nanomatériaux par inhalation (comme pour les poussières d'amiante par exemple). Il suffira de transporter, stocker et utiliser des nanoparticules en solution aqueuse déminéralisée. Quant à la saumure concentrée, hors valorisation particulière de récupération des sels (5) qui viendrait à poindre, il n'y aura d'autre solution que de la rejeter et disperser en mer (6) où elle devrait se diluer assez rapidement. Il conviendra seulement de faire étudier/simuler par un spécialiste les conditions du rejet liées à la bathymétrie et aux courants marins. De telles études sont courantes lors des implantations de Centrales et d'Usines en bord de mer ou de rivière à cause des rejets chauds. Or le problème à gérer lors du rejet de la saumure est plus simple car limité à la seule dissolution en mer c'est-à-dire dans le même milieu et qui plus est, pour cette invention DEMANA, de relatifs petits débits de saumure à température ambiante, sachant qu'un pré-mélange en fosse avec un débit approprié d'eau de mer avant rejet sera une étape judicieuse. On est très loin des débits de rejet des installations existantes en compétition : l'osmose inverse par exemple rejette presqu'autant de débit de saumure qu'elle récupère de débit d'eau adoucie. De plus avec l'invention DEMANA proposée on peut, après la séparation d'avec les nanoparticules, récupérer des sels à peine humidifiés prêts à valorisation. Pas d'autre pollution prévisible. Ce procédé devrait s'avérer finalement très propre. A noter qu'on pourrait envisager un mélange de plusieurs types de nanoparticules (fer, carbone, argent, titane, bimétalliques, ...) qui tout en favorisant et gardant le pouvoir de magnétisation auraient un impact sanitaire de désinfection comme déjà prouvé. Une application d'intérêt vital pourrait aussi concerner la décontamination/purification d'autres fluides entrants mais aussi de certains effluents industriels polluants avant tout rejet. - 10 - Par ailleurs à en croire certains chercheurs, une eau soumise au magnétisme serait non seulement plus pure mais développerait aussi une qualité de guérison ou pour le moins de vitalisation des corps. Ce serait en quelque sorte la cerise sur le gâteau d'une technologie moderne relativement bon marché et non polluante. A noter qu'on utilise déjà le magnétisme pour tenter de détartrer les conduites d'eau. Le nouveau procédé proposé devrait toutefois être beaucoup plus efficace ... au moins techniquement parlant ! Pour conclure sur les applications dérivées d'une telle invention, rappelons que le but premier et quasi exclusif d'une technologie de dessalement est de pouvoir faire face 10 aux manques en eau douce, voire potable, à grande échelle avant tout pour les besoins vitaux (irrigation, boisson, ...). Si toutefois, après avoir satisfait aux besoins vitaux humains ainsi qu'à ceux des espèces dans leur ensemble et plus globalement à ceux de 'Mère Nature', on constate que la production d'eau douce par "dessalement magnétique nanotechnologique" 15 (DEMANA) s'avère encore plus largement développable et peu chère on pourra penser à d'autres utilisations. Par exemple on pourrait alimenter en eaux douces et potables les engins et installations en mer (bateaux, sous-marins, plateformes pétrolières, places de vie immergées, etc.) voire satisfaire à des besoins individuels ou communautaires isolés de moindre ampleur ... si ce système s'avère plus intéressant en relative petite taille que 20 l'actuelle osmose inverse. On pourrait encore envisager ce type de dessalement pour fournir certaines industries en eau propre sans avoir à piller ou polluer les réserves naturelles d'eau douce. Dernières remarques concernant le principe concurrent actuellement en vogue de nanofiltration en osmose inverse tel que développé par Véolia. Bien que plus 25 performantes que les anciennes membranes, les nanomembranes se chargent néanmoins progressivement en sels qui les obstruent jusqu'à en être saturées ou usées. Elles doivent donc être nettoyées souvent et autant que faire se peut puis changées. Or une membrane chargée/obstruée crée une perte de charge additionnelle dans le circuit et nécessite donc une plus grande consommation d'électricité pour les pompes de 30 circulation et pour les pompes de nettoyage. Et lorsqu'il faut changer la membrane c'est un surinvestissement important doublé d'un problème sanitaire et écologique quant à savoir comment se débarrasser de membranes polluées (chargées en nanoparticules). L'invention DEMANA proposée ici s'affranchit de ces problèmes techniques, économiques, sanitaires et écologiques. 35

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1) Dispositif de dessalement d'eau de mer (a), avec sous-systèmes et équipements associés (b)+(c)+(d)+(e)+(f)+(g) de préparation / injection / magnétisation / extraction / séparation / recyclage / valorisation, caractérisés en ce qu'ils utilisent des nanomatériaux manufacturés superparamagnétiques injectés (b) dans l'eau de mer dont ils adsorbent les sels, ce conglomérat étant alors magnétisé et extrait du fluide en flux continu par un aimant puissant (d) en vue de fabriquer une eau adoucie propre soit à l'irrigation, soit aux besoins industriels ou à la consommation humaine.
2. 2) Dispositif de dessalement d'eau de mer selon la revendication 1 comprenant un système d'extraction magnétique caractérisé en ce qu'il utilise, selon les petits à gros débits mis en jeu, un aimant permanent type néodyme ou un énorme électroaimant (d) et machinerie associée pour magnétiser puis extraire les nanoparticules avec leurs sels adsorbés.
3. 3) Dispositif de dessalement d'eau de mer selon les revendications 1 à 2 comprenant un système de récupération (e) et de séparation (f) des sels extraits et de leurs matériaux démagnétisés caractérisé en ce qu'il utilise, hors circuit principal et hors flux magnétique, une dispersion / déagglomération par ultrasons complétée par des moyens classiques de séparation (physique ou électrique ou chimique selon compétitivité et disponibilité locales).
4. 4) Dispositif de dessalement d'eau de mer selon la revendication 1 comprenant un système de recyclage (g) caractérisé en ce qu'il permet une réinjection (c) des nanomatériaux ainsi rétablis dans leur état premier dans le cycle de dessalement à fin de réutilisation économique et non polluante.
5. 5) Dispositif de dessalement d'eau de mer selon la revendication 1 comprenant un système de récupération des sels purs ainsi extraits, démagnétisés et débarrassés des nanomatériaux, pour valorisation commerciale (6), ou pour rejet et dispersion en mer (5) de la saumure préalablement diluée dans son stockage par ajout/injection d'un débit approprié d'eau de mer brute.- 12 -
6. 6) Dispositif aménagé de dessalement magnétique par nanomatériaux selon revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il peut être décliné en une réalisation plus petite, simplifiée et fermée, destinée soit à des engins et installations en mer (bateaux, sous-marins, plateformes pétrolières, places de vie immergées, etc. ...) soit à des besoins individuels ou communautaires de faible ampleur.
7. 7) Dispositif aménagé de dessalement magnétique par nanomatériaux selon revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il peut être appliqué à des besoins industriels, communautaires ou individuels de dépollution, purification et/ou décontamination de certaines alimentations en eau, ou autres fluides, et de certains effluents.