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Remplir un lac de moyenne montagne, avec de l'eau issue de la mer, pour pas cher

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Sujet de la discussion Remplir un lac de moyenne montagne, avec de l'eau issue de la mer, pour pas cher
L'idée que je vais décrire me semble si simple : remplir un lac, avec de l'eau pure tirée d'eau de mer, totalement dessalée et dépolluée, avec une dépense énergétique infime - hors coût de l'infrastructure à mettre en place - et bien entendu, sans utilisation, ni rejet, d'un quelconque polluant, produit chimique, fumée, bruit, odeur, etc.

L'idée générale repose sur deux principes de niveau école élémentaire : les vases communicants et l'ébullition de l'eau.

Pour ma démonstration, je vais décider de remplir le lac de Vinça dans les PO.

6316373.jpg

Le lac est un lac de barrage sur le fleuve Têt qui se jette dans la Méditerranée, à 43 km de là. Il est situé à 240 m d'altitude. Pour rejoindre la mer au lac, il faut traverser une partie de la plaine du Roussillon, et ce faisant, couper l'autoroute vers l'Espagne, une voie ferrée, une route nationale ainsi que composer avec le réseau secondaire local.



Mon projet pose deux grandes problématiques :
1. amener l'eau de mer au plus près du lac
2. dépolluer totalement cette eau et n'en garder que l'eau chimiquement pure, que l'on déverse dans le lac



1. Amener l'eau de la mer au pied du lac
Le lac est situé à 240 m d'altitude.
Sur la rive du lac je creuse un puits de 245 m de profondeur. Au fond du puits je suis donc à 5 m sous le niveau de la mer.
Je fais ensuite venir un pipe-line, qui d'un côté plonge au fond du puits, de l'autre rejoint la mer et plonge sous sa surface. Le trajet du pipe-line suit le lit de la Têt, accusant de fait sur son parcours une pente quasi uniforme et peu accidentée. Par ailleurs, les ouvrages de franchissement de l'autoroute, du rail, de la nationale, sont déjà existants et ne nécessitent aucune modification : il suffit de passer sous les ponts.
Je remplis maintenant le pipe-line d'eau, en bouchant le côté puits. Puis j'ouvre le côté puits.
Je peux désormais retirer définitivement les pompes. Par le simple principe des vases communicants, le niveau d'eau au fond du puits va remonter de 5 mètres, et se stabiliser à celui de la mer. Je viens en quelque sorte de construire un puits sans fond : je peux tirer autant d'eau que je veux, sous réserve que je n'excède pas le débit du pipe-line, j'aurai toujours 5 mètres d'eau au fond du puits.

Mission réussie : pour pas un rond, hormis la construction du puits et du pipe-line, j'ai désormais de l'eau à volonté à 240 m sous la surface du lac de Vinça, par tous temps.



2. Purifier l'eau du puits

Pour peu qu'on installe des filtres sommaires côté mer, le pipe-line amène au fond du puits une eau composée :
- d'eau pure,
- de sel,
- de traces de composés volatils : huiles, mazouts, hydrocarbures,
- de traces de composés solides : bactéries et formes de vie primitives ayant traversé le filtre, algues unicellulaires, débris organiques microscopiques, sables, etc.

Première partie : remonter l'eau de là
Pour cela j'utilise une noria de godets, entraînée par une machine à vapeur.
Cette machine pour fonctionner a besoin de deux choses :
- de l'eau. Bon ben, de l'eau j'en ai à volonté au fond du puits.
- de la chaleur. Je l'obtiens avec des fours solaires construits sur le principe du four d'Odeillo.

6316421.png

Avec une surface totale d'héliostats de 2835 m², le four solaire atteint en son point focal une température de 3300° C. C'est beaucoup trop pour mon projet ! Par contre, 10 points théoriques de 330 C° deviennent de suite beaucoup plus intéressants.

Ces dix points permettent de vaporiser l'eau du puits. La vapeur produite actionne la machine, laquelle monte de l'eau, qui sera vaporisée à son tour et servira à monter une nouvelle fois de l'eau.

6316422.png

La vapeur est produite en deux fois : une première chauffe produit de la vapeur liquide, à une température légèrement supérieure à 100°C. Une surchauffe amène ensuite cette vapeur humide à l'état de vapeur surchauffée, à 350° C. Je me suis inspiré de la température utilisée sur les locomotives à vapeur du Far West.

Deuxième partie : purifier l'eau
Au cours de la vaporisation, l'eau du puits se sépare :
- l'eau pure et les composés volatils se retrouvent dans la vapeur,
- le sel et les composés solides restent dans le cuiseur. Un nettoyage régulier de cette partie du dispositif est donc à prévoir.

La vapeur + composés volatils est dirigée dans un réseau de tubes en quadrillage, ceci afin de maximiser la surface. Car le but est maintenant de condenser la vapeur et récupérer l'eau pure.
Le réseau est disposé en forme de losange incliné : la pointe Nord est plus haute que la pointe Sud. L'eau qui se condense sur les parois du réseau s'écoule ainsi naturellement par gravité, et se rassemble au bas du losange.
Pour accélérer la condensation, on injecte dans le réseau, parallèlement à la vapeur, un flux d'air froid, pompé au fond du puits et qui passe par une galerie de 1200 m de long enterrée à 5 m sous le sol. En pratique : ce sont 4 tronçons de 300 m connectés bout à bout , qui peuvent être non pas enterrés, mais simplement recouverts avec les gravats produits par le forage du puits.
L'air est pompé et réinjecté dans le réseau grâce à une pompe à air actionnée par la machine à vapeur.

L'eau condensée contient les traces d'hydrocarbures qui ont eux aussi condensé.
Comme ces composés sont plus légers que l'eau, ils restent à sa surface. Un siphon permet de les retenir, et de recueillir in fine l'eau pure.

Mission réussie : pour pas un rond, hormis la construction et l'entretien de la noria, de la machine à vapeur, des brûleurs et du réseau de condensation, j'ai désormais de l'eau pure à volonté, par beau temps.

Cette eau est déversée dans le lac de Vinça.

T'es pas obligé d'écouter toutes les conneries de DaRinze.

[ Dernière édition du message le 14/12/2024 à 15:25:34 ]

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31
C'est bien pour ça que je demande comment on ammorce un tel système.
C'est aussi pour ça que j'avais compris que c'était un tunnel un peu en dessous du niveau de la mer. ( sans être certain que ça marche)

De plus si on prend un tube de 50cm de diamètre, on avoisine les 10 000m3 d'eau rien que pour remplir le tuyau en question. Ce qui fait aussi dans les 10 000 t à mettre en mouvement.

Un point de départ, puisque le besoin initial est de maintenir le niveau d'eau d'un lac, serait peut-être d'évaluer le volume d'eau qui s'évapore en 1 temps donné.

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[ Dernière édition du message le 18/12/2024 à 14:07:50 ]

32
Citation de Vibraphonik :
Je m'auto-répond :
C'est vrai en "statique" (sans mouvement du fluide) : limite maxi = 10,33 m entre le haut du siphon et le puits.
En dynamique (liquide circulant) on a atteint un record de 25m. J'imagine donc que 250m est totalement inenvisageable...
Dommage : l'idée était belle...
La seule solution qui reste serait de pomper l'eau de mer pour lui faire monter 240m (plus les pertes de charge)... J'imagine pas la puissance des pompes !


Pour déterminer la puissance nécessaire pour pomper de l'eau de mer à une hauteur de 240 mètres, nous devons considérer le travail effectué contre la gravité et exprimer cette puissance en termes d'énergie par unité de temps.

### Formule de base
Le travail effectué pour élever un volume d'eau est donné par :

\[
W = m \cdot g \cdot h
\]

Où :
- \( m \) est la masse d'eau en kilogrammes (\( m = \rho \cdot V \), avec \( \rho \) la densité de l'eau, environ \( 1025 \, \text{kg/m}^3 \) pour l'eau de mer).
- \( g \) est l'accélération due à la gravité (\( g = 9,81 \, \text{m/s}^2 \)).
- \( h \) est la hauteur en mètres (\( h = 240 \)).

La puissance \( P \) est obtenue en divisant le travail \( W \) par le temps \( t \), soit :

\[
P = \frac{W}{t} = \frac{m \cdot g \cdot h}{t}
\]

Si nous exprimons le débit volumique \( Q \) en \( \text{m}^3/\text{s} \), la puissance devient :

\[
P = \rho \cdot Q \cdot g \cdot h
\]

### Données nécessaires
- \( \rho = 1025 \, \text{kg/m}^3 \) (densité de l'eau de mer).
- \( g = 9,81 \, \text{m/s}^2 \).
- \( h = 240 \, \text{m} \).
- \( Q \) : débit volumique de l'eau pompée (\( \text{m}^3/\text{s} \)).

### Exemple de calcul pour un débit donné
Prenons un débit typique de \( Q = 1 \, \text{m}^3/\text{s} \) (équivalent à 1000 litres par seconde) :

\[
P = 1025 \cdot 1 \cdot 9,81 \cdot 240
\]

\[
P \approx 2\,411\,580 \, \text{W} \quad \text{ou} \quad 2,41 \, \text{MW}
\]

### Conclusion
La puissance dépend du débit \( Q \). Pour chaque mètre cube par seconde pompé, il faut environ **2,41 MW** pour élever de l'eau de mer à une hauteur de 240 mètres. Pour des débits différents, il suffit de multiplier cette puissance par le débit réel.

Bien entendu ce calcul reste théorique et ne prend en compte aucune pertes.
A mon avis c'est donc tout à fait réalisable si on construit dans les environs une centrale nucléaire pour alimenter l'installation :mrg:

Merci quand même pour l'idée : dis toi que 100% des idées qui se sont au final transformées en succès ont été des idées qui ne sont pas restée stériles et muettes dans la tête de celui qui l'a eue :clin:
33
le-pub-scientifique-6321056.gif

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34
Merci aussi parce que ça nous a donné une occasion de réfléchir ensemble et d'apprendre des trucs. :bravo:
35
Pourquoi vous parlez du siphon ? Le seul siphon auquel j'ai fait référence fait à peine un mètre de haut, c'est celui en bout de circuit pour séparer les hydrocarbures de l'eau après la condensation.

Citation de DocK'S :
Il y a un truc qui m'échappe....:?!:
J'avais cru comprendre que tu voulais faire un système de vases communiquants....
Tu pourrais faire un petit dessin/schéma ?
J'essaie :
6322082.jpg

T'es pas obligé d'écouter toutes les conneries de DaRinze.

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Le Siphon, c'est justement ton Pipeline, qui est censé faire le principe des vases communicants entre la mer el le fond du puits. Il doit être constamment rempli d'eau (de mer), sinon ça ne marche pas (comme quand on siphonnait un réservoir de bagnole pour remplir celui de la mobylette [vieux inside]).

Hors la hauteur de la colonne d'eau (ici 240m) est beaucoup trop grande pour que ça marche (record actuel = 25m [source wikipedia]). Donc il faudrait pousser l'eau de mer avec des pompes tellement énormes qu'il faudrait une centrale nucléaire pour les alimenter. Donc bof.

Après, je pense à un truc : si en creusant le puits on trouve de l'eau en profondeur (peut-être même à une profondeur inférieure aux 250m initialement prévus), on devrait pouvoir l'utiliser et ainsi se passer d'eau de mer et de tous les problèmes que ça pose (acheminement, relevage, désalinisation, etc.). Voir avec les géologues sur place ?

37
Pour moi ça marche pas ça.
La pression hydrostatique résultant de la masse d'eau de la partie verticale dans le puit sera toujours anecdotique face à celle de la partie qui va de la mer jusqu'en haut du puit. :noidea:

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Surtout à marrée basse.
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Citation de Will Zégal :
Surtout à marrée basse.

Là il y a peut-être une idée creuser -> la force des marées
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La force des marées... en Méditerranée ? :facepalm: