Purification et potabilisation de l'eau douce à bord

La plupart des navires de plaisance font vivre à leurs équipages une espèce de paradoxe. L’eau est comptée à bord alors qu’on flotte sur 123 milliards de milliards de litres d’eau de mer… Second paradoxe qui n’est pas des plus agréables, on embarque des dizaines de bouteilles d’eau pour se désaltérer alors que les réservoirs en contiennent des centaines et qu’il existe parfois même un dessalinisateur. Quelles sont les solutions de production et de traitement des eaux de mer et de réservoirs pour les rendre potables ? C’est le sujet de cet article.

Aug 1, 2024

L’eau domestique peut être tirée du quai et stockée, comme sur la plupart des navires de plaisance, dans un réservoir.

Mais cette solution n’est pas très satisfaisante car elle oblige les bateaux à effectuer des arrêts au port pour faire de l’eau, des ports dans lesquels, en Europe du Nord, on ne distribue plus d’eau l’hiver, les réseaux portuaires étant hors gel.

Pour s’affranchir de cette contrainte, un bon navire de croisière doit produire son eau domestique.

Pour ce faire, différents degrés de pureté et de filtrage sont envisageables.

  • Eau propre sanitaire : C’est l’eau de la douche, des WC, de la machine à laver. L'eau des réservoirs appartient à cette catégorie.
  • Eau potable : propre à la consommation humaine, cette eau nécessite un traitement spécifique.

1. Pourquoi l'eau des réservoirs n'est-elle pas directement potable ?

Au cours de l'histoire de la marine à voile, on conservait, des mois durant, l’eau douce dans des caisses à eau, des réservoirs ou des tonneaux, avant de la servir aux marins. 

C’est qu’une vie biologique se développe dans les réservoirs, même à l’abri de la lumière, certains micro-organismes parviennent à y prospérer.

A l’époque de la marine à voile, la dysenterie était courante et personne ne s’en souciait…

Il est vrai que la distribution de généreuses rations quotidiennes de rhum (une pinte au XVIIe puis une demi-pinte au XVIIIe siècle, additionnée d’eau, de sucre et de citron) dans la Royal Navy devait favoriser l’élimination de certains germes… C’est d’ailleurs l’origine du mot “grog”, né dans la Royal Navy.

2. La désalinisation filtration de l’eau de mer

Un dessalinisateur est un appareil qui va forcer l’eau de mer sous forte pression (60 bars) au travers d’une membrane aux pores très fins capables d'arrêter les cristaux de sel eu toutes les bactéries, algues et microorganismes.

Il va déverser son eau douce dans le/les réservoir(s) du bateau. Mais ces réservoirs ne sont pas toujours propres et c’est ainsi que cette belle eau douce, coûteuse en énergie n’est généralement pas consommée… Il faut pour cela la filtrer et la stériliser.

Un système de désalinisation filtration d’eau de mer comprend plusieurs composants :

Crépine

Une crépine est un filtre doté d'un insert en forme de maille (espacement de 0,5 à 3 mm) qui filtrera les plus grosses particules. 

Elle doit être installée juste avant la pompe pour protéger cette dernière contre les dommages. L'élément filtrant en forme de maille peut être facilement nettoyé et réutilisé.

Filtre

Les filtres sont classés en fonction de la taille des pores et du type de filtre lui-même. La taille des pores varie de 0,050mm à 0,0001mm. Comme l'eau doit être pressurisée pour passer à travers les filtres, ceux-ci sont installés après la pompe à eau.

Filtres à charbon actif 

Le charbon actif est un type de filtre spécial doté de pores très fins de 0,15 à 0,3 mm et de propriétés chimiques qui améliorent le goût de l'eau tout en filtrant le chlore, les hydrocarbures et les bactéries. 

Membranes d'osmose inverse

Les membranes d'osmose inverse sont des membranes composées d'un matériau si dense qu'elles nécessitent une forte pression pour « pousser » l'eau à travers la membrane au niveau moléculaire, filtrant ainsi les bactéries, les virus et les produits chimiques. 

Il en existe deux types.

Les membranes à basse pression pour l'eau douce

Ces membranes fonctionnent avec la pression d'une pompe à eau standard (environ 3 bars) et purifient l'eau douce pour la rendre potable. La matière filtrée reste dans le filtre qui se colmate et le débit diminue donc lentement avec le temps. 

Le volume d'eau qui peut être filtré dépend fortement de la qualité de l'eau d'origine et de la taille du filtre.

Membranes de désalinisation à haute pression

Il s'agit de membranes conçues pour produire de l'eau potable à partir d'eau salée en filtrant tout, y compris les ions sodium et chlore qui portent le sel dans l'eau de mer. 

Ce processus de filtration  emploie des pompes à haute pression fonctionnant à près de 60 bars.

Contrairement à la membrane d'eau douce, les particules en suspension dans l'eau qui sont filtrées ne restent pas dans la membrane, mais la traversent et sont évacuées, par rinçage. Ceci limite le colmatage de ces membranes et leur confère une durée de vie plus élevée.

Les systèmes de désalinisation peuvent produire beaucoup d'eau pour une consommation électrique non négligeable compte tenu de la puissance de la pompe nécessaire à leur fonctionnement.

Leur membrane est très sensible à l'eau polluée et leur usage est déconseillé dans l’eau des ports ou marinas où l'on peut s'attendre à des déversements occasionnels d'huile ou à d'autres contaminations.

Stérilisation par UV

La lumière Ultra-Violette est une manière élégante d'éliminer les bactéries, les algues et les autres micro-organismes vivants.

Ce sont désormais des LED à basse consommation. 

Fonctionnement de la chaîne de purification 

Le processus typique de production d'eau potable à partir de l'eau de mer

  • Puisage 30 cm sous la flottaison pour éviter les débris flottants et le blocage en cas de gel (peut-être irez-vous naviguer dans les glaces, qui sait ?). Installation d’un passe coque et d’une vanne.

  • Montage d'une pompe à eau marine DC basse pression pour puiser l'eau. 

  • Installation d’une simple crépine en avant la pompe pour éliminer les impuretés de l'eau et protéger la pompe.

  • Installation de filtres de 25 et 5 microns immédiatement après la pompe. Le débit de ces filtres, et donc leur colmatage, pourrait être surveillé par une sonde qui pourrait indiquer le remplacement des filtres à réaliser.

  • Utilisation d’une pompe haute pression et d’une membrane d’osmose inverse (eau salée ou douce) et refoulement dans le réservoir. Ces appareils sont des composants d’un dessalinisateur.

  • Installation d’un filtre à charbon actif et une lampe à UV sous un robinet d’eau froide dédié  à la distribution d’eau potable.

3. Purification de l’eau douce des réservoirs

Plus simple, si le bateau prend son eau du quai, on peut l’équiper d’un système de potabilisation de l'eau des réservoirs.

Les réservoirs sont en matière plastique et donnent un goût désagréable à l’eau qui s’y trouve. L’eau peut y croupir et la prolifération bactérienne la rendre impropre à la consommation.

Pour ces raisons, et pour supprimer la corvée d’approvisionnement en bouteilles ainsi que leur recyclage, on peut installer un système simple de potabilisation de l’eau, déjà potable, des réservoirs.

Pour ce faire, on a besoin de deux composants seulement du système décrit plus haut, le filtre à charbon actif et la lampe à UV, à installer sous un robinet de puisage. Idéalement, et contrairement à ce que fait Lagoon en série, il faut un point de puisage dédié.