Energie osmotique, énergie bleue

Hello,

J’ai découvert cette semaine une source d’énergie que j’ignorais totalement.
C’est celle produite si on met en contact de l’eau douce et de l’eau de mer séparée par une membrane. Il se produit un alors une migration des ions Ca et Cl de l’eau de mer vers l’eau douce. On peut alors récupérer cette énergie soit par la différence de pression que cela génère, soit directement par le courant ionique.
Ce qui est nouveau c’est que de nouvelles membranes ont été découvertes et qui augmentent radicalement le rendement du procédé.

Il suffit de placer ce système dans un estuaire pour avoir 24/24 7/7 une énergie constante et renouvelable.

On parle de 1’700 TWH par an mondialement (ici prototype en Norvege), sachant la consommation mondiale annuelle est de 25’000 TWH.

en plaçant une telle paroi semi-perméable dans un estuaire cela créera un différence de pression et donc une différence de hauteur. En faisant écouler l'eau du haut vers le bas, on va créer un courant dont on peut tirer de l'énergie. Sauf que la différence de hauteur est insignifiante (quelques décimètres) et que l'installation très coûteuse produira très peu d'énergie et ne sera jamais rentable. Par ailleurs les eaux sont plus ou moins boueuses et donc la semi-perméabilité de la membrane va s'altérer au cours du temps. Enfin, un estuaire est un lieu de passage : poissons, bateaux... il faut donc prévoir des passages. Pour résumer c'est une fausse bonne idée. Il vaut mieux tirer de l'énergie des marées.

il y a 6 minutes, Répy a dit :

en plaçant une telle paroi semi-perméable dans un estuaire cela créera un différence de pression et donc une différence de hauteur. En faisant écouler l'eau du haut vers le bas, on va créer un courant dont on peut tirer de l'énergie. Sauf que la différence de hauteur est insignifiante (quelques décimètres) et que l'installation très coûteuse produira très peu d'énergie et ne sera jamais rentable. Par ailleurs les eaux sont plus ou moins boueuses et donc la semi-perméabilité de la membrane va s'altérer au cours du temps. Enfin, un estuaire est un lieu de passage : poissons, bateaux... il faut donc prévoir des passages. Pour résumer c'est une fausse bonne idée. Il vaut mieux tirer de l'énergie des marées.

Non, tu n’as pas besoin de bloquer l’écoulement pour exploiter cette idée.

il y a une heure, SpookyTheFirst a dit :

Hello,

J’ai découvert cette semaine une source d’énergie que j’ignorais totalement.
C’est celle produite si on met en contact de l’eau douce et de l’eau de mer séparée par une membrane. Il se produit un alors une migration des ions Ca et Cl de l’eau de mer vers l’eau douce. On peut alors récupérer cette énergie soit par la différence de pression que cela génère, soit directement par le courant ionique.
Ce qui est nouveau c’est que de nouvelles membranes ont été découvertes et qui augmentent radicalement le rendement du procédé.

Il suffit de placer ce système dans un estuaire pour avoir 24/24 7/7 une énergie constante et renouvelable.

On parle de 1’700 TWH par an mondialement (ici prototype en Norvege), sachant la consommation mondiale annuelle est de 25’000 TWH.

Je ne sais pas où tu as trouvé ça. Au travers d'une membrane osmotique c'est le solvant, ici l'eau, qui migre à travers la membrane et pas les ions, ce qui peut effectivement faire monter le niveau de l'eau, ici de mer dans une enceinte, ou faire monter sa pression. C'est le même phénomène qui fait gonfler puis éclater les cellules si on injecte de l'eau pure dans les vaisseaux sanguins .

La pression osmotique est dépendante de la concentration molaire  en ions et indépendante de la nature des ions, selon la formule de Van't Hoff (quand la concentration n'est pas trop grande)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_l'osmométrie

P = c RT où P est la pression, c est la concentration molaire, R la constante des gaz parfaits et T la température absolue.

En ordre de grandeur c vaut environ 1000 moles/m3 pour l'eau de mer (pour être absolument exact il faudrait faire intervenir le facteur de Van't Hoff mais je vous épargne les détails et donne un résultat final avec une approximation suffisante pour un ordre de grandeur correct

Donc C = 1000

         R = 8,34

         T  = 290 (à 17°C)

D'où P = 1000x8,34x290 environ 2 400 000 N/m² si je ne me trompe pas dans mes calculs soit la pression exercée par une colonne d'eau de 240 m de haut et une énergie potentiellement récupérable de 2400 kJ soit 2/3 kWh par m3 d'eau douce arrivant dans l'estuaire. ça peut paraître très important cependant en supposant qu'on capte toute l'eau douce de la Seine à l'estuaire, 300 m3/s hypothèse bien peu réaliste, avec un rendement de 100% on aurait une centrale d'une puissance d'environ 700 MW, un peu moins qu'un unique réacteur de centrale nucléaire

Compte tenu des impacts sur l'environnement on ne va jamais faire ça mais exactement le contraire en utilisant l'osmose inverse: en soumettant l'eau de mer à une pression suffisante ce sont les molécules d'eau de la mer qui vont traverser la membrane.

Les calculs sont les mêmes et si ne ne me suis pas trompé un réacteur nucléaire suffirait à obtenir une quantité d'eau douce équivalente au débit de la Seine! Ce dernier résultat me surprend un peu, Y aurait il une bonne volonté pour vérifier?

il y a 11 minutes, hybridex a dit :

Je ne sais pas où tu as trouvé ça. Au travers d'une membrane osmotique c'est le solvant, ici l'eau, qui migre à travers la membrane et pas les ions, ce qui peut effectivement faire monter le niveau de l'eau, ici de mer dans une enceinte, ou faire monter sa pression. C'est le même phénomène qui fait gonfler puis éclater les cellules si on injecte de l'eau pure dans les vaisseaux sanguins .

Il me semble que tu as 2 techniques qui existent, une comme tu dis, et qui génèrent en effet une différence de pression selon ton calcul.
Une autre qui utilise des membranes sélectives aux anions et cations (electrodialyse inverse), voir ci-dessous.

Les ordres de grandeur de tes calculs semblent correspondre à ce que j’ai entendu et lu, félicitations!

De ce que j’ai lu il y a un réel intêrét d’industrialisation à grande échelle de “l’énergie bleue”….

Il y a 2 heures, SpookyTheFirst a dit :

Non, tu n’as pas besoin de bloquer l’écoulement pour exploiter cette idée.

Mais il ne faut pas que les 2 compartiments communiquent autrement qu'au travers de la paroi poreuse !

Sinon c'est de la physique développée par des grandsyakafokons !

D'ailleurs Hybridex vient de te démontrer qu'il n'y a pas que des yakafokon sur ce forum !

il y a une heure, Répy a dit :

Mais il ne faut pas que les 2 compartiments communiquent autrement qu'au travers de la paroi poreuse !

Le schéma suivant montre comment cette technique est mise en pratique:

Ca c'est la technique classique avec pression retardée (technique PRO), il y aussi la technique RED dont j'ai parlé avec membranes sélectives (courant ionique). Aucune des 2 ne bloque l'écoulement du fleuve vers la mer.

Cette technique, connue depuis longtemps , a surtout une application industrielle pour désaliniser l'eau de mer afin de produire de l'eau douce utilisable pour l'agriculture et autres besoins.

Cette technique est très énergivore (pression de 40 bars donc couteuse) c'est pourquoi, elle est utilisée par les pays riches du Moyen-Orient et la Chine.

Les écologiques contestent ce type d'utilisation mais ils sont toujours contre tout, sauf certains.

il y a 1 minute, Pierrot89 a dit :

Cette technique, connue depuis longtemps , a surtout une application industrielle pour désaliniser l'eau de mer afin de produire de l'eau douce utilisable pour l'agriculture et autres besoins.

Cette technique est très énergivore (pression de 40 bars donc couteuse) c'est pourquoi, elle est utilisée par les pays riches du Moyen-Orient et la Chine.

Les écologiques contestent ce type d'utilisation mais ils sont toujours contre tout, sauf certains.

Utilisations industrielle aussi contre la pollution : les solutions polluées génèrent d'un coté un effluent épurée, de l'autre coté de la membrane un effluent concentré de plus faible volume et plus facile à traiter.