Projet H2020 MIDES : Dessalement microbien pour une eau potable économe en énergie
- Taper Projet
- État Rempli
- Exécution 2016 -2020
- Budget alloué 6.328.164,13 €
- Portée Europeo
- Principale source de financement H2020
- Site Web du projet MIDES
Les travaux réalisés au cours des 36 premiers mois du projet ont consisté principalement en le développement des composants MDC (électrodes et membranes), l'intégration du procédé et la validation pré-pilote, ainsi que la simulation technique du procédé, l'automatisation et le contrôle. La conception et la construction de l’usine pilote MDC ont commencé. Dans la sphère du marché, de nombreuses activités de diffusion et d’exploitation ont été menées.
En ce qui concerne le développement des électrodes, différents concepts d’électrodes à base de carbone ont été évalués en termes de propriétés électrochimiques et de viabilité industrielle. À la suite de la tâche précédente, les exigences relatives aux électrodes à utiliser dans les réacteurs MDC ont été définies. Grâce à ces exigences, des électrodes nanostructurées ont été réalisées à l’échelle du laboratoire et comparées à des matériaux commerciaux.
En ce qui concerne le développement des membranes, des spécifications pour les membranes IE destinées à être utilisées dans les systèmes MDC ont été définies. Suite à la définition de ces spécifications initiales, des membranes IE aux propriétés avancées ont été produites selon un procédé par lots. Ces membranes ont été caractérisées et testées à l'échelle du laboratoire dans des conditions de fonctionnement, et des procédures de caractérisation et de nettoyage in situ ont été développées. Les membranes IE ont ensuite été produites à l’aide d’un procédé continu évolutif à l’échelle industrielle.
En utilisant les données obtenues à partir du développement d'électrodes et de membranes, l'unité pré-pilote MIDES MDC a été construite et est actuellement testée dans des conditions réelles.
Enfin, en termes d'actions techniques, le procédé de prétraitement a été optimisé pour l'intégration du procédé et la validation pré-pilote, et le procédé global a été modélisé et simulé.
Avec les informations obtenues, l'usine pilote a été conçue, incluant les éléments développés au cours des mois précédents et les informations opérationnelles obtenues aux échelles du laboratoire et du pré-pilote. Le prétraitement et le post-traitement ont été terminés et la construction a commencé.
Concernant le marché, le Plan d'Affaires et d'Exploitation du MIDES a été élaboré et mis à jour au cours des mois 6 et 12. Un atelier d'élaboration du Plan d'Affaires a été organisé avec l'aide du service Common Exploitation Booster de la CE.
Tous les membres du Consortium ont mené diverses activités de sensibilisation, qui peuvent être consultées sur le site Web du projet : http://midesh2020.eu/ et sur les réseaux sociaux. Il est important de souligner les différentes brochures, posters et un micro prototype démonstratif qui ont été montrés lors des nombreux événements où le projet a été présent (Leading edge technology conference IWA; Aquatech; IDA World Desalination Congress; European Desalination Society, Conferences; COP 23-24 UN Climate Change Conference) et une vidéo pour diffuser le projet et qui sont également disponibles sur le site Web.
La pénurie d’eau douce est devenue l’un des plus grands défis auxquels sont confrontées les sociétés du monde entier. Le dessalement offre la possibilité d’augmenter considérablement l’approvisionnement en eau douce pour la consommation humaine, l’usage industriel et l’irrigation. Toutes les technologies actuelles de dessalement nécessitent une consommation considérable d’énergie électrique ou thermique. La technologie de dessalement la plus courante est l’osmose inverse (OI), qui présente des limites thermodynamiques qui indiquent 1,09 kWh/m³ pour l’eau de mer avec une récupération de 50 %.
L'objectif du projet MIDES (Microbial Desalination for Low-Energy Drinking Water) est de développer un système unique et innovant permettant d'obtenir de l'eau potable grâce à des procédés avancés de dessalement à faible consommation d'énergie.
MIDES développera le plus grand démonstrateur au monde d'une technologie innovante et économe en énergie pour la production d'eau potable, utilisant la technologie des cellules de dessalement microbiennes (MDC), soit indépendamment, soit comme prétraitement pour l'osmose inverse.
Le projet vise à surmonter les limites actuelles de la technologie MDC, telles que les faibles taux de dessalement, les coûts de fabrication élevés, les problèmes de bioencrassement et d'encrassement des membranes, à optimiser le processus microbien-électrochimique, à mettre à l'échelle le système et à garantir la viabilité économique de la technologie.
Le système de dessalement sera alimenté par le traitement des eaux usées, en utilisant une technologie tout aussi innovante : la pile à combustible microbienne. Dans ce réacteur biologique, les bactéries utilisent la matière organique des eaux usées pour produire de l’électricité, ce qui permet à son tour la migration du sel à travers des membranes sélectives. Ainsi, des matériaux avancés (électrodes nanostructurées, céramiques et membranes échangeuses d’ions) seront développés pour aider à convertir les procédés de traitement actuels en une stratégie de récupération d’énergie et de dessalement des eaux usées.
Les résultats du projet ouvriront la voie à un nouveau marché pour le dessalement à faible coût dans des usines décentralisées de faible à moyenne capacité, qui traiteront simultanément les eaux usées avec un bilan énergétique positif.
La combinaison de ces systèmes marquera une étape importante dans la conception des villes du futur, en les dotant d’usines complètes de traitement des eaux usées qui produisent de l’électricité et dessalent l’eau au sein de systèmes de gestion et de contrôle intelligents.
La pénurie d’eau douce est devenue l’un des principaux défis auxquels sont confrontées les sociétés du monde entier. Le dessalement de l’eau offre la possibilité d’augmenter considérablement l’approvisionnement en eau douce pour la consommation humaine, l’usage industriel et l’irrigation. Toutes les technologies de dessalement actuelles nécessitent une consommation d’énergie électrique ou thermique importante, et les unités de dessalement par osmose inverse (OI) actuelles consomment au moins 3 kWh/m³. Lors de tests approfondis menés il y a une dizaine d'années, le California Affordable Desalination Collaborative (ADC) a mesuré une consommation d'énergie RO de 1,6 kWh/m³ avec les meilleures membranes disponibles dans le commerce, et une consommation énergétique totale de l'usine environ le double.
Pour surmonter les limites thermodynamiques de l'osmose inverse, qui cible 1,09 kWh/m³ pour l'eau de mer avec une récupération de 50 %, les cellules de dessalement microbiennes (MDC) traitent les eaux usées et produisent de l'énergie simultanément pour réaliser le dessalement. Les MDP peuvent produire environ 1,8 kWh de bioélectricité à partir du traitement de 1 m³ d’eaux usées. Cette énergie peut être utilisée directement pour i) éliminer complètement la teneur en sel de l’eau de mer sans apport d’énergie externe, ou ii) réduire partiellement la salinité pour diminuer considérablement la quantité d’énergie nécessaire au traitement de dessalement ultérieur.
MIDES vise à développer le plus grand démonstrateur au monde d'une technologie innovante et économe en énergie pour la production d'eau potable, utilisant la technologie MDC de manière indépendante ou comme prétraitement pour l'osmose inverse.
Le projet se concentrera sur le dépassement des limites actuelles de la technologie MDC, telles que les faibles taux de dessalement, les coûts de fabrication élevés, les problèmes de bioencrassement et d'encrassement des membranes, l'optimisation du processus microbien-électrochimique, la mise à l'échelle du système et la garantie de la viabilité économique de la technologie. Cet objectif sera atteint grâce à l’innovation dans les électrodes nanostructurées, les membranes antisalissures (utilisant des nanoparticules à activité biocide), la conception et l’optimisation des réacteurs électrochimiques, l’expertise en électrochimie et physiologie microbienne, ainsi que l’ingénierie et le contrôle des procédés.
Le projet MIDES, grâce au développement d’un système combiné de dessalement et de traitement des eaux usées, facilitera l’accès à une eau potable sûre et propre, ainsi que la disponibilité des eaux usées traitées pour leur réutilisation dans les applications d’irrigation et agricoles, à un coût très faible. MIDES accélérera et rationalisera l’utilisation de l’eau dessalée dans le monde entier, contribuant ainsi directement à la croissance économique du marché du dessalement, en particulier dans l’Union européenne, notamment dans les zones où l’eau est rare.
Le projet MIDES contribuera à améliorer la qualité de vie en augmentant les ressources en eau et en réduisant la pollution dans les zones où des systèmes de traitement des eaux usées moins efficaces sont actuellement utilisés.
Les activités de sensibilisation du projet favoriseront le dessalement afin d’accroître l’acceptation du public par le biais de campagnes d’information et de communication visant à accroître l’acceptation sociale de l’eau purifiée par dessalement.
En termes d’opportunités d’emploi, MIDES a un grand potentiel pour préserver les emplois existants dans le secteur de l’eau en incitant les entreprises (PME et entreprises locales) à développer et à augmenter davantage leur production en profitant des avantages accrus découlant de la réduction des coûts, et en augmentant le nombre d’emplois dans les PME qui fabriquent des membranes, en particulier pour les pays en développement, et qui conçoivent, installent et entretiennent des systèmes intégrés de traitement des eaux usées.
MIDES vise à minimiser les polluants dans l'eau de mer ainsi que dans les eaux usées, ce qui donne lieu à un processus innovant et économe en énergie (par exemple, MDC en combinaison avec RO) et l'eau douce et l'eau traitée peuvent avoir de multiples applications pour différents utilisateurs, par exemple, civils, industriels, agricoles, urbains et suburbains, etc.
- FCC AQUALIA SA (AQUALIA)
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