OSMOSUN®, le dessalement autonome et écologique

19 juillet 2016

La start-up française Mascara Renewable Water propose une solution photovoltaïque de dessalement de l’eau de mer, par osmose inverse et sans rejet de CO2. Accessible et peu gourmand en énergie, son système est capable de s’adapter à l’ensoleillement et fonctionne sans batterie. Par ARNAUD WYART

Innovation inédite

Totalement inédite, l’innovation développée par Mascara NT est l’aboutissement d’une vie professionnelle ancrée dans le développement durable. Ingénieur agronome de formation, Marc Vergnet, son inventeur, a été notamment responsable des énergies renouvelables à l’Agence française pour la maîtrise de l’énergie (AFME), devenue Ademe. En 1989, il crée le groupe Vergnet et développe l’hydraulique rurale, avec l’hydropompe Vergnet (100 000 villages équipés en Afrique), puis se spécialise dans le photovoltaïque et l’éolien (avec un modèle adapté aux zones cycloniques). Né à Mascara, en Algérie, et « Africain de coeur », Marc Vergnet a toujours été sensible aux problématiques d’accès à l’eau potable. Sa première tentative écologique remonte à une quinzaine d’années, par le biais d’une unité de dessalement d’eau de mer, associant l’osmose inversera et une petite éolienne. Mais à l’époque, ce procédé de filtrage n’est pas opérationnel. En 2013, et désormais à la retraite, Marc Vergnet décide de reprendre son idée. « De nombreuses collectivités isolées n’ont pas de ressources hydrauliques de qualité : les îles du Pacifique, la Caraïbe, les régions désertiques d’Afrique, etc. Et le stress hydrique va empirer [3,9 milliards de personnes, soit 47 % de la population mondiale, seront concer-nées en 2030 selon l’OCDE, NDLR]. D’un autre côté, il y a énormément d’eau en mer, les technologies sont aujourd’hui bien maîtrisées, et sur-tout, les panneaux photovoltaïques sont fiables et produisent une énergie très bon marché. Je me suis dit qu’il était enfin possible d’apporter une réponse écologique. Pour le pompage, j’avais validé l’autonomie que permet le solaire, même pour les structures qui n’ont pas de fortes capacités techniques et logistiques », explique-t-il.

La start-up ambitionne de supprimer les émissions de gaz à effet de serre liées au dessalement classique, lui-même en plein expansion (32 milliards de m3 de CO2 sont produits chaque année par 18 000 usines).

Un dessalement propre et accessible

Avec la technologie OSMOSUN®, le président de Mascara NT rend compétitives les solutions de dessalement alimentées par les énergies renouvelables. « Les systèmes conventionnels (pétrole et gaz) produisent une eau dont le prix oscille entre 2 et 6 le m3, en fonction du prix du carburant. Avec notre innovation, le coût se situe entre 1 et 2 € le m3 », rappelle-t-il. En outre, la start-up ambitionne de supprimer les émissions de gaz à effet de serre liées au dessalement classique, lui-même en pleine expansion (32 milliards de m3 de CO, sont produits chaque année par 18 000 usines(3)). « Nous sommes les seuls à pouvoir le faire. Notre dispositif autonome est à portée des îles. Il peut être facilement greffé sur un réseau faible ou moyen [besoins journaliers < 1000 m3, NDLR] », indique Marc Vergnet. Après avoir testé une unité pilote à Chartres (la start-up achète certains composants, en réalise d’autres et fabrique la machine), Mascara NT mettra en service, cet été, un démonstrateur sur le site de Ghantoot, la plateforme expérimentale d’Abu Dhabi, aux Émirats arabes unis. Une unité plus importante sera également installée à Bora-Bora (Polynésie française), en partenariat avec Suez. Elle sera opérationnelle en fin d’année. Enfin, un autre projet est envisagé en Tunisie. Par ailleurs, la start-up souhaite se tourner vers le dessalement des eaux saumâtres, moins chargées en sel, mais très présentes dans les terres.

Une unité de dessalement solaire et intelligente

Marc Vergnet crée Mascara Renewable Water en janvier 2014, avec Maxime Haudebourg, qui partage la même éthique et apporte des compétences variées en automatisme et en électronique. L’idée est simple. Pour filtrer l’eau par osmose inverse, il faut exercer une pression forte, et surtout continue, sur les membranes. Cela nécessite un recours à d’importantes ressources énergétiques. Marc Vergnet et son équipe ont donc imaginé une solution (brevetée) de dessalement qui fonctionne avec une pression variable. « Personne n’avait réalisé d’installation compatible avec une énergie qui s’épuise la nuit, remonte le jour, descend quand un nuage passe, etc. Et les systèmes photovoltaïques actuels, ont tous appel au stockage pour maintenir la pression. On déporte le problème des coûts et d’impact environnemental », rappelle l’entrepreneur. Avec un budget de 600 000 € (dont les aides de la Région Centre, du département de l’Eure-et-Loir et de BPI France), la start-up décide finalement de développer une solution photovoltaïque (équipée de panneaux silicium polycristallin), sans batterie, et baptisée OSMOSUN®. Adaptée aux variations de l’ensoleillement, celle-ci rend les membranes intelligentes et autonomes, via des onduleurs spécialement conçus en collaboration avec la société ABB spécialisée dans l’automation et notamment la traduction en fréquences du rayonnement solaire. L’unité de dessalement est ainsi en mesure de piloter elle-même la pression et le débit des pompes, en fonction de l’électricité solaire produite. « Notre système permet aux unités de dessalement de s’adapter, même à des changements très brutaux de puissance. La nuit, la machine est à l’arrêt. Mais le jour, on l’entend suivre le soleil, c’est très impressionnant », précise Marc Vergnet.

Comment ça marche ?

Le prototype, composé de membranes couplées à 180 m2 de panneaux photovoltaïques, produit chaque jour 40 m3 d’eau potable. L’énergie solaire — en courant continu — est transformée en courant alternatif à fréquence variable en fonction de la puissance incidente. La technologie OSMOSUN® fonctionne à une pression de 55 bars (contre 65 bars pour les autres), et utilise des pompes volumétriques dont le rendement est 20 % supérieur à celui des modèles centrifuges classiques. Les membranes pilotent, en temps réel, la pression optimale de fonctionnement de la boucle d’osmose inverse. Elles utilisent pour cela deux circuits hydrauliques asservis selon la puissance donnée par le rayonnement solaire. Le débit et la pression de fonctionnement varient ensemble.

Pour assurer le développement de son entreprise, Marc Vergnet compte réaliser deux augmentations de capital, dont une première dans les mois à venir. L’entreprise vient également d’obtenir le soutien de l’Ademe pour son projet de test en conditions réelles Demos(4). Des investissements s’élevant à 3 M€ (dont 50 % d’aides), permettront une industrialisation de la solution Osmosun, en partenariat avec Suez et l’Institut européen des membranes (IEM), dès l’année prochaine.