Carlsbad, Californie — À environ 6 km des côtes de la Californie du Sud, une entreprise pense pouvoir résoudre l'un des plus gros problèmes de dessalement en déplaçant la technologie sous la surface de l'océan.
L'usine Water Farm 1, qu'OceanWell envisage de construire, utiliserait la pression naturelle de l'océan pour alimenter l'osmose inverse, un processus qui fait passer l'eau de mer à travers des membranes pour filtrer le sel et les impuretés, produisant près de 60 millions de gallons d'eau douce par jour.
Le dessalement est gourmand en énergie et les usines du monde entier produisent entre 500 et 850 millions de tonnes d’émissions de carbone par an, ce qui se rapproche des près de 880 millions de tonnes émises par l’ensemble de l’industrie aéronautique.
OceanWell affirme que le fait de se concentrer sur les eaux profondes, à 1 300 pieds sous la surface de l'eau, réduirait la consommation d'énergie d'environ 40 % par rapport aux usines conventionnelles, tout en s'attaquant aux autres problèmes environnementaux majeurs qui affectent le dessalement traditionnel : des saumures hautement concentrées sont rejetées dans l'océan, où elles peuvent endommager les habitats des fonds marins tels que les récifs coralliens et les systèmes de captage qui piègent et tuent les larves de poissons, de plancton et d'autres organismes qui constituent la base de la chaîne alimentaire marine.
« L'avenir de l'eau douce de la planète viendra de l'océan », a déclaré Robert Bergstrom, PDG d'OceanWell. « Et nous n'allons pas demander à l'océan de payer pour cela. »
Il s’agit d’une promesse ambitieuse, à une époque où le monde a désespérément besoin d’alternatives. Alors que le changement climatique intensifie les sécheresses, modifie les régimes de précipitations et alimente les incendies de forêt, de plus en plus de régions se tournent vers la mer pour obtenir de l’eau potable. Pour de nombreux pays, en particulier dans la région aride du Moyen-Orient, dans certaines parties d’Afrique et dans les pays insulaires du Pacifique, le dessalement n’est pas une option : il n’y a tout simplement pas assez d’eau douce pour répondre à la demande. Plus de 20 000 usines fonctionnent actuellement dans le monde et l’industrie a connu une croissance annuelle d’environ 7 % depuis 2010.
« Avec l'augmentation de l'aridité et les problèmes liés au changement climatique, le dessalement deviendra de plus en plus répandu en tant que technologie mondiale clé », a déclaré Peiying Hong, professeur de sciences et d'ingénierie environnementales à l'Université des sciences et technologies du Roi Abdallah en Arabie Saoudite.
Mais les scientifiques préviennent qu’à mesure que le dessalement se développe, les dommages cumulés aux écosystèmes côtiers, dont beaucoup sont déjà soumis à la pression du réchauffement des eaux et de la pollution, pourraient s’intensifier.
Rechercher des solutions
Certaines entreprises alimentent les centrales avec des énergies renouvelables, tandis que d’autres développent des technologies membranaires plus efficaces pour réduire la consommation d’énergie. D’autres déplacent la technologie complètement sous l’eau. Flocean, basée en Norvège, et Waterise, basée aux Pays-Bas, ont testé des systèmes de dessalement sous-marin et travaillent à leur déploiement commercial. Au-delà de la Californie du Sud, OceanWell a signé un accord pour tester son système à Nice, en France, une autre région confrontée à une intensification des sécheresses et des incendies de forêt, à partir de cette année.
Pour l’instant, sa technologie est encore en développement. Un prototype unique fonctionne au réservoir de Las Vírgenes, où le district local des eaux s'est associé à l'entreprise dans l'espoir de diversifier son approvisionnement en eau. En cas de succès, les capsules d'osmose inverse flotteraient sur le fond marin de la baie de Santa Monica, ancrées avec une empreinte concrète minimale, tandis qu'un pipeline sous-marin transporterait de l'eau douce jusqu'au rivage. Le système utiliserait des tamis conçus pour empêcher même le plancton microscopique d’entrer et produirait un rejet de saumure moins concentré.
Gregory Pierce, directeur du Water Resources Group à l'Université de Californie à Los Angeles, a déclaré que le dessalement des eaux profondes semble prometteur d'un point de vue environnemental et technique, mais que le véritable test sera celui du coût.
«C'est presque toujours beaucoup plus élevé que ce que l'on projette» avec les nouvelles technologies, a-t-il déclaré. « Donc, à mon avis, c'est ce qui déterminera le succès ou l'échec de la technologie. »
Le réservoir Las Vírgenes dessert environ 70 000 habitants dans l'ouest du comté de Los Angeles. Presque toute l'eau provient du nord de la Sierra Nevada et est pompée sur quelque 600 kilomètres au-dessus des montagnes de Tehachapi, un voyage qui nécessite d'énormes quantités d'énergie. Les années de faibles précipitations et de faible couverture neigeuse dans la Sierra, le réservoir et les communautés qu'il dessert sont affectés.
Le dilemme du dessalement en Californie
Située à environ 100 miles le long de la côte, l'usine de dessalement de Carlsbad est devenue un point central du débat de l'État sur les compromis environnementaux du dessalement.
L'usine a été mise en service en 2015, ce qui en fait la plus grande installation de dessalement d'eau de mer en Amérique du Nord. Capable de produire jusqu'à 54 millions de gallons d'eau potable par jour, il fournit environ 10 % de l'eau du comté de San Diego, soit suffisamment pour approvisionner environ 400 000 foyers.
En Californie du Sud, l'intensification des sécheresses et des incendies de forêt a révélé la précarité de l'approvisionnement en eau de la région. L’expansion agricole et la croissance démographique ont épuisé les réserves locales d’eaux souterraines, rendant les villes dépendantes de l’eau importée. San Diego importe environ 90 % de son approvisionnement du fleuve Colorado et du nord de la Californie, des sources qui sont de plus en plus sollicitées en raison du changement climatique. Le dessalement a été présenté comme une solution : une source locale d'eau potable résistante à la sécheresse puisée dans l'océan Pacifique.
Mais les groupes environnementaux affirment que la collecte de l'eau de mer et le rejet de saumure par la centrale présentent des risques pour la vie marine, tandis que ses besoins énergétiques élevés font grimper les factures d'eau et aggravent le changement climatique. Avant la mise en service de l'usine, les organisations environnementales ont déposé plus d'une douzaine de contestations judiciaires et de litiges réglementaires. La plupart ont été rejetées, mais certaines ont conduit à des modifications de la conception et des permis du projet.
« Il absorbe une énorme quantité d'eau, et avec elle, la vie marine », a déclaré Patrick McDonough, avocat principal de San Diego Coastkeeper, qui a été impliqué dans de multiples contestations juridiques contre le projet. « Nous ne parlons pas seulement de poissons, de tortues, d’oiseaux, mais aussi de larves et de spores, d’écosystèmes entiers. »
Une ordonnance de 2009 du Conseil régional de contrôle de la qualité de l'eau estimait que l'usine piégerait environ 10 livres de poissons par jour et a été ordonnée de compenser cet impact en restaurant les zones humides ailleurs. Dix-sept ans plus tard, cette restauration reste incomplète. Et une étude de 2019 a révélé que les rejets de saumure de l'usine augmentent la salinité au-dessus des niveaux autorisés, bien qu'aucun changement biologique significatif n'ait été détecté, probablement parce que le site avait déjà été considérablement modifié par des décennies d'activité industrielle d'une centrale électrique voisine.
Ces impacts sont particulièrement graves en Californie, où environ 95 % des zones humides côtières ont été perdues, en grande partie à cause du développement, faisant des lagons restants des habitats vitaux pour les poissons et les oiseaux migrateurs.
« Lorsque nous commençons à interférer avec ces lagons et zones humides côtières très critiques et terriblement rares, cela peut avoir un impact énorme sur l'océan », a déclaré McDonough.
Michelle Peters, PDG de Channelside Water Resources, la société propriétaire de l'usine, a déclaré que l'installation utilise des dispositifs d'exclusion des grands organismes et des écrans d'un millimètre pour minimiser l'absorption de la vie marine, même si elle a reconnu que certaines espèces plus petites peuvent encore passer.
L'usine dilue ses rejets de saumure avec de l'eau de mer supplémentaire avant de les rejeter dans l'océan, et des années de surveillance ont montré qu'il n'y avait aucun impact mesurable sur la vie marine environnante, a-t-il déclaré.
Peters a déclaré que l'usine de Carlsbad avait considérablement réduit sa consommation d'énergie grâce à des améliorations de l'efficacité et fonctionnait dans le cadre d'un plan visant à atteindre la neutralité carbone.
De nombreux experts estiment que le recyclage et la conservation de l'eau devraient être la priorité, soulignant que l'épuration des eaux usées consomme généralement beaucoup moins d'énergie que le dessalement de l'eau de mer et peut réduire considérablement l'impact sur la vie marine. Las Vírgenes réalise un projet de réutilisation des eaux usées en collaboration avec son association de dessalement.
« Ce que nous recherchons, c'est un approvisionnement en eau sur lequel nous pouvons compter lorsque Dame Nature ne nous le fournit pas », a déclaré Pedersen de Las Vírgenes. « Développer de nouvelles sources d'eau locales est vraiment une mesure essentielle pour mieux se préparer à la sécheresse et au climat. »
