Condensation de vapeur d’eau atmosphérique (rosée)
Participants: D. Beysens, V. Nikolayev (SBT et ESPCI); Collaborations: M. Muselli, O. Clus (Université de Corse), I. Melnytchouk (societé Arcofluid)
Cette activité s’est effectuée principalement avec l’UMR CNRS-Université d’Ajaccio 6134, l’Association OPUR, l’Institut hydro-météorologique de Croatie, l’Université de Polynésie Française et l’Indian Institute of Management dans le Gujarat. Vu l’intérêt de cette technique comme source d’eau alternative, elle a fait l’objet de nombreuses interventions dans les médias, notamment une exposition fin 2005 au Palais de la découverte.
La rosée est une condensation passive de vapeur d’eau atmosphérique sous l’influence du refroidissement radiatif. L’objectif de cette étude est de tenter de tirer profit des connaissances obtenues sur les transitions de phases en surface pour améliorer le rendement de cette ressource en eau [8]. La présence dans l’atmosphère des gaz à effet de serre (H2O, CO2, CH4) fait que le refroidissement radiatif n’est efficace que dans la fenêtre atmosphérique 8-16 µm (sky window). Le rendement ne peut ainsi excéder 0.8 L/m2, une valeur déterminée par le bilan net en énergie, de l’ordre de 50-150 W/m2 .
Les recherches dans cette période se sont consacrées à (1) Déterminer le meilleur angle du support de condensation, un compromis entre une surface de condensation horizontale, qui permet un refroidissement radiatif maximum, et un arrangement vertical, qui augmente la collection d’eau par gravité. Ce « meilleur » angle est de l’ordre de 30° par rapport avec l’horizontale [1,3,4,7,10,11]. (2) A condenser et collecter le maximum d’eau par un revêtement de surface adéquat. Un brevet a été pris pour une matrice polymère (film, peinture) permettant une forte émissivité dans la « sky window », un mouillage parfait de l’eau permettant la nucléation d’eau dès que la température du point de rosée est atteinte et une récupération quasi-totale de l’eau condensée pour l’angle de 30° [14]. (3) A estimer la qualité chimique de l’eau. Les mesures ont montré que l’eau était peu minéralisée et potable et mis en évidence le rôle important joué par la rosée pour transformer la nuit les dérivés nitrés (Nox) en nitrites [5,6,12]. (3) A diminuer le réchauffement par le vent ambiant. Une simulation numérique 3D par CFD (Computational Fluid Dynamics, code Phoenics) a été mise au point ; elle permet, dans des conditions standards (air à 15°C et 80% d’humidité relative), d’évaluer le refroidissement d’une structure et son efficacité de condensation en fonction d’un vent atmosphérique imposé [11].
Un certain nombre de structures ont été évaluées (plan horizontal, plan incliné à 30° sur pilotis, au sol, toit à deux pentes, cône creux, surface ondulée trapézoïdale au sol) et aussi testées en situation réelle. Les structures planes d’angle 30° donnent des résultats presque identiques au sol ou sur pilotis (tests à Ajaccio), le cône creux d’angle au sommet 120° donne les meilleurs résultats et 40% de rendement en eau de plus qu’un plan incliné de 30° par rapport à l’horizontal (tests à Ajaccio). Une petite maison a été testée dans l’ île de Biševo en Croatie [11], des hangars et une usine de 850 m2 au sol faite d’une structure ondulée ont été essayées en Inde [10].
Parallèlement, des mesures de rendement de rosée ont été effectuées sur plusieurs sites pour corréler des paramètres météorologiques simples et disponibles dans le monde entier et permettre de prédire le rendement potentiel d’un site [2, 10] ; cette étude, qui permettra à terme de mailler le globe est toujours en cours. Elle est le dernier élément d’un ensemble d’outils [9] permettant (i) de prédire le rendement en eau d’un site donné et (2) de construire une structure adaptée au site considéré. L’eau de rosée deviendra ainsi une véritable ressource en eau [13].
plus d'infos sur ce phénomène est expliqué avec des photos sur ce sit
d'un autre projet similaire et audacieux qui peut peut être t'intéresse, il a été lancé dans la petite communauté chilienne d’Alhuemilla. Grâce à l’installation de 10 "attrape-brouillard",
Le brouillard : un outil de lutte contre la désertification
Située dans le nord du Chili, la Communauté agricole d’Alhuemilla a construit 10 « attrape-brouillard » qui permettent de recueillir les gouttes d’eau microscopiques en suspension dans l’air et d’améliorer le niveau de vie de ses habitants.
Alhuemilla est particulièrement touchée par la sécheresse, la dégradation des terres, l’érosion des sols, le surpâturage, le déboisement, lesquels provoquent une réduction de productivité des sols et des pertes en biodiversité qui sont des facteurs de pauvreté poussent les habitants à émigrer.
En effet Alhuemilla, qui comptait initialement 43 comuneros (chefs de famille recensés dans la communauté) et leurs familles, mais la pauvreté actuelle a obligé un grand nombre d’habitants à émigrer et il ne reste aujourd’hui que 23 ménages de membres de la communauté, parents et métayers.
Face à cette situation, le projet a réussi à préserver la qualité des terres. Une fois captée, l’eau est acheminée jusqu’à un réservoir de 12 000 litres qui irriguera jusqu’à 10 parcelles d’un hectare. Ces dernières seront par la suite reboisées avec des espèces indigènes d’arbres et de plantes. Une partie des terres sera réservée à des cultures vivrières destinées à la consommation des familles et à la reconstitution des cheptels.
Le projet envisage également d’améliorer le rendement énergétique des foyers pour réduire la coupe des arbres sur les terres communautaires. Il prévoit d’organiser des ateliers de renforcement des capacités des agriculteurs dans le cadre desquels, sur le principe des mingacos traditionnels (travaux communautaires sans rémunération économique), les agriculteurs apprendront à construire ces foyers selon des processus participatifs.
Par ailleurs, les membres de la communauté effectueront des voyages pour se familiariser avec d’autres expériences intéressantes et ils inviteront les membres de communautés voisines à venir visiter le projet afin de les encourager à reproduire modèle. Seront également organisés des ateliers de formation à la lutte contre la désertification ainsi que d’autres consacrés plus spécifiquement à l’emploi des ressources en eau, à l’instauration et au maintien de cultures d’arbustes fourragers, ainsi qu’à la construction, à l’entretien et à l’utilisation des « attrape-brouillard ».
Pour sa pleine réalisation, le projet bénéficie de l’appui conjoint du PNUD, par le biais du Programme de microfinancements du Fonds pour l’environnement mondial, et de l’Union européenne; il a également le soutien de la Municipalité chilienne de Canela, de la Société nationale forestière (CONAF) et du Service régional d’agriculture et d’élevage (SAG).
Le projet a été récompensé par les Universités de Serena (Chili) et Regina (Canada) pour avoir mis en place une bonne pratique dans le domaine de la gestion de l’eau.
Les deux tiers des communes du Chili aient été déclarées en situation de sécheresse. Réponse avec citation
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