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Le Générateur d’eau atmosphérique : une solution d’avenir pour produire de l’eau de façon autonome ?

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Un générateur d’eau atmosphérique (ou générateur d’eau potable autonome) puise l’eau contenue dans l’air ambiant puis condense la vapeur d’eau qu’il contient. Bien que le principe soit connu et exploité depuis longtemps, la technologie actuelle est prometteuse et répond à une forte demande, à plusieurs égards. Elle doit cependant faire face à plusieurs défis pour se développer à grande échelle.

Sommaire

  1. Générateur d’eau atmosphérique : principe technique général
  2. Différents types de générateurs d’eau & caractéristiques techniques
  3. Générateur d’eau air-eau : prix d’acquisition et de fonctionnement
  4. Applications et usages des générateurs d’eau atmosphérique
  5. Avantages des générateurs d’eau potable autonome
  6. Inconvénients ou défis à relever pour les générateurs d’eau potable autonome
  7. Conclusion

1) Générateur d’eau atmosphérique : principe technique

generateur eau atmospherique

@ Crédit photo société GENAQ https://genaq.com/

On l’oublie souvent mais l’eau est un composant majoritaire de l’atmosphère que nous respirons !

Un générateur d’eau atmosphérique (ou générateur d’eau potable autonome) aspire l’air ambiant (« atmos » signifie vapeur en grec). Il puise l’eau dans l’air ambiant en condensant la vapeur d’eau qu’il contient. Cette technologie s’inspire du cycle naturel de l’eau : l’air chaud et humide est refroidi, ce qui provoque la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air en gouttelettes d’eau (la pluie). D’ailleurs les peuples primitifs ont exploité les « pièges à rosée » pour collecter l’eau pendant des millénaires.

Le générateur produit de l’eau en continue à partir de l’air ambiant. Celle-ci est stockée pour usage dans un réservoir hermétique, l’ensemble de l’appareil ressemblant à une grosse fontaine.

Le système s’appuie sur un procédé qui se déroule en plusieurs étapes. Il débute par l’aspiration et la filtration de l’air, puis condense la vapeur en eau liquide, pour enfin la traiter et la purifier. Ceci implique différents process technologiques : filtration, récupération de l’eau par des échangeurs, réfrigération, traitement de l’eau (filtrage au charbon et stérilisation UV-C périodique notamment).

Le but ultime est de fournir de l’eau potable d’excellente qualité, et ce de façon constante.

Principe de fonctionnement détaillé en 5 étapes :

  1. Multi-Filtration de l’air : l’air est filtré pour éviter l’introduction de poussières ambiantes et contaminants dans l’eau produite. Généralement via un filtre à air antistatique (pour bloquer les particules fines) et un filtre HEPA (saletés, pollens, bactéries et n’importe quelle particule dans l’air ayant une taille supérieure à 0,3). Plusieurs filtres à charbon actif permettent ensuite de piéger les composés organiques volatiles, les molécules responsables des odeurs et plus globalement des polluants de l’air intérieur. Enfin, des membranes de micro-filtration à osmose inverse (O.I.) viennent finir le travail !
  2. Le générateur optimise la condensation de l’eau contenue dans l’air en jouant sur le point de rosée (en fonction du taux d’humidité relative et de la température ambiante). Le point de rosée est la température à partir de laquelle la vapeur d’eau dans l’air commence à condenser.
  3. L’eau produite est filtrée à plusieurs niveaux pour la rendre parfaitement pure et potable.
  4. Enfin, l’eau est minéralisée ou enrichie en minéraux (calcium, potassium, sodium) et micro-éléments bénéfiques via un filtre à charbon. Enfin, on ajuste son PH (vers 7.5).
  5. Ultime étape, la stérilisation par lampes UV-C, pour une eau parfaitement sûre pour la consommation.

A noter, l’air filtré dont on a récupéré les calories est renvoyé dans la pièce, l’appareil sert donc de « filtre à air » ou de « purificateur de l’air ambiant ».

2) Différents types de générateurs d’eau atmosphérique & caractéristiques techniques

generateur eau atmospherique

@ Crédit photo société HENDRX

Exemple de modèle pour la maison qui peut produire 15 litres par jour (à 30°C, 80% d’humidité) et qui peut stocker 6 litres

Types de générateurs d’eau atmosphérique :

  • Générateurs à condensation : Les générateurs à condensation refroidissent l’air à l’aide d’un compresseur électrique. Ils n’utilisent pas de produits chimiques. Les générateurs peuvent utiliser l’électricité du réseau ou bien être connectés à des générateurs solaires qui utilisent l’énergie solaire pour alimenter le compresseur électrique d’un générateur à condensation.
  • Générateurs à dessicant : Les générateurs à dessicant absorbent l’humidité de l’air à l’aide d’un matériau hygroscopique.

PS : certains modèles peuvent collecter l’eau de réservoirs externes (eau de source, de pluie, etc.) afin de l’intégrer au process et la purifier pour la rendre buvable…

Au delà de la production autonome d’eau potable, certains modèles disposent de fonctions complémentaires comme :

  • la production d’eau chaude (pour le thé par exemple)
  • la production d’eau froide ou fraiche

Caractéristiques techniques : nombre de litres par jour, capacité de la cuve …

generateur eau atmospherique

@ Crédit photo société GENAQ

Quelle quantité d’eau récoltée ?

Plus le climat est chaud plus il y a d’eau dans l’air (taux d’humidité relative) , plus l’humidité relative est élevée, plus on peut récolter d’eau.

De façon générale, les générateurs du fabricant espagnol GENAQ peuvent fonctionner pour des températures allant de 10ºC à 55ºC avec une humidité relative de l’air de 10% à 100%. Ils produisent de 50 litres à 5000 litres par jour selon la puissance du modèle.

Dans la pratique, le plus petit modèle GENAQ Stratus S50 indique dans sa fiche technique :

  • une production de 50 litres / jour pour un taux d’humidité relatif HR80% à une température ambiante de 30°C  (consommation 0.39kwh par litre)
  • une production de 29 litres / jour pour un taux d’humidité relatif HR60% à une température ambiante de 23°C (consommation 0.53kwh par litre)
generateur eau atmospherique

@ Crédit photo société GENAQ

Le modèle GENAQ Stratus S200 indique dans sa fiche technique :

  • une production de 170 litres / jour pour un taux d’humidité relatif HR80% à une température ambiante de 30°C  (consommation 0.22kwh par litre)
  • une production de 110 litres / jour pour un taux d’humidité relatif HR60% à une température ambiante de 23°C (consommation 0.32kwh par litre)

Les générateurs d’eau industriels peuvent produire jusqu’à 1000 litres par jour. Des usines, qui combinent plusieurs de ces appareils, sont en construction pour palier aux pénuries dans les pays où le manque d’eau potable devient critique…

Consommation électrique ?

generateur eau atmospherique consommation

@ Crédit photo société GENAQ

Plus le climat est chaud plus il est efficace (thermiquement parlant) d’extraire l’eau de l’air

Dans la pratique, le plus petit modèle GENAQ Stratus S200 indique dans sa fiche technique :

  • à taux d’humidité relatif HR80% à une température ambiante de 30°C, la consommation électrique est de 0.22kwh/litre (soit environ 0.06€ par litre)
  • à taux d’humidité relatif HR60% à une température ambiante de 23°C, la consommation électrique est de 0.32kwh/litre (soit environ 0.08€ par litre)

Pour comparaison, un litre d’eau minérale parmi les moins chères du marché coûte environ 1€ par litre.

Ils se branchent facilement avec n’importe quel type de prises électrique sur le 230V/50Hz

La consommation électrique est proche de celle d’un réfrigérateur. Les plus petits modèles consomment environ 500Watts.

Traitement de l’eau pour la rendre potable ?

Une série d ‘étapes de filtration et de minéralisation est nécessaire pour obtenir une eau potable de qualité constante (et qui respecte les normes en vigueur) parmi lesquelles :

  • Filtre à sédiments :  amélioration de la turbidité de l’eau par rétention des particules solides 
  • Filtre à charbon actif : amélioration du gout et suppression des odeurs indésirables
  • Filtre à ultrafiltration
  • Filtre à zéolite
  • Minéralisation :  traitement pour obtenir une composition idéale pour la santé (par exemple ajustement de la valeur du pH)
  • Lampes à Ultraviolet (UV-C) : désinfection (élimination des microbes, virus et bactéries)

Dimensions du distributeur d’eau ?

Les plus petits modèles (production moyenne d’eau d’environ 30 à 50 litres / jour) sont encore relativement imposants : 150 cm haut x 40 cm large x 53 cm profondeur (115kg) pour une cuve d’eau de 15 litres. Il est possible de connecter un réservoir d’eau externe.

Les modèles plus puissants (production maximale d’eau d’environ 150 litres / jour) sont assez imposants : 190 cm haut x 60 cm large x 80 cm long (190kg) pour une cuve d’eau de 17 litres. Il est possible de connecter un réservoir d’eau externe.

3) Générateurs d’eau autonomes : prix d’acquisition et de fonctionnement

Le prix varie en fonction de plusieurs paramètres :

  • la vitesse de production de l’eau (nombre de litres par jour) à un certain niveau de température ambiante et d’humidité relative
  • la capacité de la cuve (nombre de litres extensible par cuve externe)
  • la performance de filtration et les fonctions associées (minéralisation, etc.).
  • la notoriété du fabricant (dans un domaine nouveau)

Les modèles de 15 litres par jour commence aux alentours de 1500€.

Les modèles de 30 litres par jour commence aux alentours de 2500€.

4) Applications et usages des générateurs d’eau autonomes basés sur l’air ambiant

Quand l’eau courante n’arrive plus ou n’est pas disponible, plusieurs usages sont possibles :

  • Usage domestique : peuvent être utilisés pour fournir de l’eau potable aux maisons individuelles (pénuries, maisons isolées, zones rurales, eaux de mauvaise qualité, etc.).
  • Usage commercial : peuvent être utilisés pour fournir de l’eau potable aux entreprises (bureaux, hôtels, restaurants)
  • Usage bâtiments publics : écoles, hôpitaux, etc.
  • Usage industriel : pour les industries où il est difficile d’accéder à de l’eau potable ou de l’eau pour refroidir des machines (plateformes offshore, etc.).
  • Usage militaire : peuvent être utilisés pour fournir de l’eau potable aux troupes dans les régions où l’eau est rare.
  • Aide humanitaire : peuvent être utilisés pour fournir de l’eau potable aux populations touchées par des catastrophes naturelles ou sur les îles pour lesquelles il est complexe d’obtenir de l’eau potable de façon constante.

  Source : France2

4) 6 Avantages disruptifs des générateurs d’eau potable autonome

  • Source d’eau renouvelable : l’eau présente dans l’air est une ressource inépuisable, accessible partout dans le monde.

  • Lutte contre la sécheresse et les pénuries d’eau : Les générateurs d’eau autonomes peuvent fournir une source d’eau potable dans les régions arides et semi-arides, dans le cadre de l’arrosage des cultures et de la consommation d’eau par les populations. Ces générateurs sont également une solution de secours en cas de défaillance de la distribution d’eau publique par les services de l’état ou suite à l’assèchement ponctuel d’un puits par exemple.

  • Fonctionnement en autonomie : Ces générateurs peuvent fonctionner de manière autonome sur la partie électrique (en s’appuyant par exemple sur une source d’énergie renouvelable), ce qui les rend particulièrement adaptés aux zones isolées (off-grid = sans réseau, vie en autonomie ou nomade). Ils n’ont pas besoin d’être raccordés au réseau d’eau domestique ni à aucune source d’eau (pas de plomberie !), ce qui les rends mobile et autonomes.

  • Filtration de l’eau : Dans de nombreux pays, les réseaux de distribution d’eau sont défaillants (ponctuellement ou sur une base permanente). Parfois, les eaux souterraines sont contaminées ou épuisées. Ce type de générateur qui réalise une filtration et une minéralisation approfondie est une réponse pour obtenir une excellente qualité d’eau, éliminant l’utilisation de traitements chimiques potentiellement dommageables.

  • Technologie zéro « déchets » : la seule source est l’air ambiant. Il n’y a pas de déchets contrairement aux solutions de production d’eau par dessalement de l’eau de mer ou l’eau en bouteille par exemple.

  • Préserve les nappes phréatiques pour des usages plus appropriés comme l’agriculture.

  • Réduction de l’empreinte carbone : dans une certaine mesure, si on compare ces appareils aux systèmes de dessalement, ces générateurs consomment moins d’énergie et ne rejettent pas de saumure. Associés à une production d’énergie renouvelable (comme des panneaux photovoltaïques) c’est une bonne solution pour notre environnement. C’est triste à écrire, mais à mesure que la température de la planète se réchauffe, plus l’humidité de l’air sera facile à capter, améliorant ainsi le rendement de ce type d’appareils…

5) Les Désavantages ou les défis à relever pour les générateurs d’eau potable autonome

  • Prix : Les générateurs d’eau autonomes sont chers à l’achat et à l’entretien.

  • Taux d’humidité ambiant et quantité d’eau produite : La quantité d’eau produite dépend de 2 paramètres : l’humidité relative et la température ambiante. Plus ils sont faibles, moins la quantité d’eau générée est importante.

  • Qualité de l’eau à garantir selon le respect des normes : l’eau collectée par les générateurs d’eau autonomes peut contenir des contaminants issus de l’air. L’appareil la filtre, la purifie et la minéralise pour être potable. Un appareil de qualité doit respecter les normes sanitaires en vigueur dans chaque pays.

  • Impact sonore : les générateurs d’eau de part leur conception ne sont pas silencieux. L’impact sonore est de l’ordre de 60 db à 65 db (pression acoustique à 1 m). Il est donc préférable de ne pas le placer dans une pièce de vie.

  • Entretien et maintenance : de façon assez comparable à un appareil de réfrigération, un entretien annuel est conseillé pour s’assurer du bon fonctionnement de la chaîne de collecte de l’eau et de son traitement pour la rendre potable. Pour boire une eau sûre, il faut notamment changer, selon les règles de l’art et à intervalle régulier, les filtres à air et à eau, ainsi que la lampe de stérilisation UV. Il convient donc de faire appel à une marque capable de fournir, sur la durée, les différents éléments et pièces détachées. A défaut, le générateur d’eau deviendra inutilisable sur la durée.

  • Impact environnemental : La consommation d’énergie peut être importante sur les gros modèles. C’est pourquoi, pour ne pas créer un surcroît de consommation sur le réseau, il convient d’utiliser ce type de générateur d’eau en tandem une source d’énergie renouvelable (solaire, éolien, etc..). L’appareil utilise un réfrigérant de type R134a.

Exemples de projets de générateur d’eau atmosphérique

Les principaux fabricants de solutions alternatives de production d’eau depuis l’air ambiant sont :

  • GENAQ (Espagne), technologie en service dans plus de 50 pays sur 5 continents

  • HENDRX (Chine), technologie au service des générateurs d’eau atmosphériques pour le domicile

Conclusion

Sur le papier, les générateurs d’eau atmosphérique présentent un potentiel considérable pour répondre aux nombreux défis de l’eau potable (pénuries, contamination, etc.), notamment dans les régions arides et semi-arides. Dans tous les cas, ils marquent d’ores et déjà une avancée significative dans l’approvisionnement en eau potable de pays en développement.

Cependant, des progrès technologiques et économiques sont nécessaires pour que cette technologie devienne une solution d’avenir (source d’eau potable renouvelable et durable) et accessible à tous. La croissance du nombre de projets d’envergure devrait tirer les prix vers le bas et en faire une option de plus en plus viable pour répondre aux besoins en eau du monde.

Points importants à retenir :

  • Les générateurs d’eau autonome s’appuient sur une technologie prometteuse pour la production d’eau potable à partir de l’air ambiant. Il ne faut pas les confondre avec de simples déshumidificateurs. La filtration de l’air et de l’eau est complexe et essentielle pour une eau sûre.
  • Des défis importants subsistent, tels que le coût, l’efficacité ou le rendement pour les zones non tropicales, et l’impact environnemental (hors source renouvelable).
  • Des développements technologiques et économiques sont nécessaires pour que cette solution devienne une solution d’avenir à grande échelle.

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Résumé
Le Générateur d'eau atmosphérique : une solution d'avenir pour transformer l'air en eau !
Titre de l'article
Le Générateur d'eau atmosphérique : une solution d'avenir pour transformer l'air en eau !
Description
Les générateurs d’eau autonome s’appuient sur une technologie prometteuse pour la production d’eau potable à partir de l’air ambiant. Des défis importants subsistent, tels que le coût, l’efficacité et l’impact environnemental (hors source renouvelable). Des développements technologiques et économiques sont nécessaires pour que cette solution devienne une solution d’avenir à grande échelle.
Auteur
Foxof
Foxof
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