Filet capteur de brouillard
Sommaire
Description
L'eau potable est une ressource essentielle à la survie de l'être humain mais elle est épuisable, c'est pourquoi les scientifiques recherchent de nouvelles techniques pour obtenir de l'eau potable. Parmi elles, le filet capteur de brouillard. Comme nous le savons les nuages et le brouillard sont chargés en gouttelettes d'eau, c'est en ce ses que l'on peut les considérer comme une ressource d'eau. La technologie décrite ici permet de récupérer l'eau contenue dans les nuages et dans le brouillard.
La conception d'un capteur de brouillard est relativement simple. Un filet de polypropylène, possédant une résistance aux rayonnements ultra-violets, est tendu horizontalement et maintenu en place par deux montants verticaux fixés au sol. L'orientation du filet doit être choisie en fonction des vents dominants, un angle droit doit être créé entre la direction des vents dominants et le filet. Les capteurs de brouillard sont généralement installés au sommet de montagnes pour la simple raison que les nuages et le brouillard sont plus fréquents à ces endroits-là.Lorsque les nuages rencontrent des capteurs de brouillard sur leur passage, les gouttelettes d'eau qu'ils contiennent se déposent sur les mailles du filet. L'eau est ensuite acheminée dans des canalisations par l'intermédiaire de gouttières placées en dessous du filet avant d'être stockée dans un réservoir. Une réserve en eau est ainsi constituée.
Les gouttelettes d'eau récupérées par les filets à brouillard sont de petites tailles,
en effet leur diamètre est compris entre 2 et 5 micromètres. Les fines gouttelettes d'eau
sont emportées par les vents excepté en présence de végétation, elles n'irriguent donc
jamais les sols. Les gouttes de pluie quant à elles possèdent une taille de dix à cent fois
plus importante, c'est pourquoi elle parviennent à atteindre le sol. Les mailles de polypropylène
des filets parviennent, en moyenne, à capter 30% de l'humidité du brouillard, ce qui équivaut
à un volume de 17 à 42 litres d'eau par mètre carré de filet installé et par jour.
Historique
Depuis plusieurs décennies la production d'eau potable à partir de l'eau contenue dans le brouillard et les nuages a été à la source de plusieurs recherches. L'étude de la géographie est du climat du Chili a permis aux recherches d'avancer. En effet, connu pour ses nombreuses régions montagneuses désertiques, le Chili est un lieu où le brouillard est stable tout au long de l'année.
De nombreux paramètres influent sur l'efficacité des capteurs à brouillard. Les conditions géographiques et météorologiques constituent l'élément majeur à étudier lors de l'installation de capteurs à brouillard. Il est également indispensable d'étudier l'orientation des chaînes montagneuses par rapport aux vents dominants, ainsi que la topographie et l'espace disponible du lieu d'implantation des capteurs.
Ainsi la technique de capteurs de brouillard ne peut être adapté à tous les sites. Les montagnes côtières sont considérés comme des lieux d'implantation très favorables de part le fait que les brouillards venus de la mer atteignent facilement ces zones. Les sites vallonnés ou rocailleux sont moins propices au captage de l'eau de brume. L’idéal est de pouvoir placer les filets sur une crête à une altitude comprise entre 400 et 1000 mètres d’altitude, là où se situe la base des stratocumulus riches en humidité. Dans le cas d'une utilisation domestique des capteurs de brouillard un minimum de 90 jours brumeux par an est requis.
Le village de Chungungo, au Chili, fut le premier a installé des filets à brouillard. Reconnu comme l'un des endroits les plus secs du monde, Chungungo ne possédait aucune source d’eau douce. Puisée à une distance de 40 km du village l'eau était livrée par camions-citerne ce qui engendrait des coûts élevés. Seulement 14 litres d'eau étaient disponibles quotidiennement pour la consommation d'une famille standard, et en période sèche ce volume était réduit à 3 litres. Aujourd’hui, grâce au financement du CRDI (Centre de Recherche pour le Développement International) et de l’ambassade canadienne à Santiago, ce village dispose de cent panneaux de polypropylène mesurant 4 mètres de haut sur 12 mètres de large. Cette installation permet de récupérer 15 000 litres d'eau en moyenne par jour, ce qui satisfait non seulement les besoins ménagers des 500 habitants de Chungungo mais aussi les besoins d’une agriculture restreinte. Le volume d'eau disponible est à présent d'environ 30 litres d'eau par personne et par jour.
Avantages
C’est une technologie bien adaptée aux besoins des pays en développement. Ces capteurs de brouillard permettent de produire sans énergie une eau peu chère et immédiatement disponible. Contrairement à l'eau dessalée, l'eau du brouillard est riche en calcium et en sodium. Il semblerait même qu’elle puisse être utilisée comme eau minérale. Évidemment, si l’eau doit être stockée, il est préférable d’y ajouter du chlore pour éviter tout développement bactérien. De plus le capteur à brouillard est facile à installer et nécessite peu d'entretien.
Inconvénients
L'approvisionnement reste aléatoire. Il peut arriver parfois que le brouillard se fasse attendre pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines. D'autre part, comme les filets sont par définition installés dans des endroits exposés au vent, ils se déchirent régulièrement. Par ailleurs, il est préférable de résider dans une zone non polluée afin de ne pas altérer la qualité de l'eau récupérée. Une étude suisse de 2003 a par exemple montré que l'eau du brouillard dans le Jura contenait une quantité de nitrate en moyenne deux fois et demi plus élevée que la valeur tolérée pour l'eau potable, avec des valeurs maximales proches de 250 milligrammes par litre. Enfin il y a un risque de pollution des eaux atmosphériques à proximité des grandes villes.
Installation et dimensionnement
Une installation de capteurs de nuages revient en moyenne à 75000 dollars américains, ce qui est faible comparé aux millions de dollars que coûte la construction d’un barrage. Les coûts de fonctionnement sont pratiquement nuls, environ 1 US $/m3 ou si le village est à plus de 6 km, 2 US $/m3. Pour une adduction d’eau classique cela coûte 6 à 8 US $/m3.
Le dimensionnement d'une installation de capteurs à brouillard est effectué en fonction des caractéristiques du site d'implantation. En général un filet mesure quelques mètres de haut par plusieurs mètres de large.
Quel futur?
Suite au succès de l'installation de Chungungo, l'ACDI a décidé d'appuyer financièrement un certain nombre de projets similaires. Madame Pilar Cereceda Troncoso, chercheur et enseignante à l'institut de géographie de l'Université pontificale catholique du Chili (PUCC), et le Dr Robert Schemenauer, physicien spécialisé en environnement atmosphérique à Environnement Canada, sont les précurseurs de l'installation de filets dans différentes régions du monde comme le Chili, le Pérou, l'Équateur ou le désert d'Arabie. Ils dirigent les différents projets. Par exemple, en Équateur la nécessité d'adapter les filets aux besoins locaux a fait l'objet d'un projet aujourd'hui achevé.
Une technique consistant à tirer profit de la présence d'arbres et arbustes dans des régions désertiques où le brouillard est moins fréquent est actuellement en cours de développement au Pérou avec l'aide financière des Européens. Si cette technique s'avère efficace les filets pourraient être remplacés par des arbres atteignant une taille suffisante. Selon madame Pilar Cereceda Troncoso une multitude de zones arides dispersées aux quatre coins du monde possèdent les caractéristiques nécessaires pour pouvoir tirer profit d'une installation de capteurs de brouillard. Une trentaine de pays d'Afrique australe, orientale et occidentale, d'Asie, du Moyen-Orient, d'Amérique latine, d'Amérique du Nord et dans certains archipels possèdent des conditions favorables. le Soudan, l'Angola, la Tanzanie, l'Afrique du Sud, Haïti ou encore la Chine peuvent être cités comme lieux favorables pour l'implantation de capteurs à brouillard. D'ailleurs, de nouveaux projets sont annoncés aux Philippines et au Kenya. Il est également envisagé d'utiliser la technique des filets capteurs de brouillard pour d'autres systèmes que les nuages. En effet, les filets capteurs de brouillard peuvent, par exemple, servir de récupérateurs d'eau contenue dans le panache de vapeur en sortie des tours aéroréfrigérantes. Ainsi le gaspillage de l'eau s'échappant des tours serait évité.
