Ressources – Eau – Terminale S – Exercices corrigés

Exercices à imprimer pour la tleS – Eau et ressources – Terminale S

Exercice 01 :

L’eau sur Terre est en très grande majorité présente dans les mers et les océans. En revanche, les ressources en eau douce potentiellement potable sont très restreintes et leur répartition sur le globe est à l’origine de nombreux conflits. La production d’eau douce à partir de mer est possible, mais il faut éliminer les ions contenus dans celle-ci. Deux méthodes sont principalement utilisées : la distillation et l’osmose inverse.

La distillation consiste à chauffer l’eau de mer afin de la vaporiser. Les ions restent dans la phase liquide, alors que l’eau pure constituant la phase gazeuse est liquéfiée pour être récupérée sous forme d’un distillat. C’est une technique simple mais relativement coûteuse en énergie (10-15 kWh/m3). La technique peut être améliorée en utilisant un système de pompage pour diminuer la pression dans le système de distillation. Ainsi la température d’ébullition de l’eau est abaissée et l’énergie nécessaire pour distiller est nettement diminuée. La phase liquide résiduelle, appelée saumure est rejetée chaude dans la nature, ce qui a un effet notable sur l’environnement.

L’osmose est un phénomène qui se produit lorsque deux solutions de concentrations différentes sont séparées par une membrane perméable à l’eau, mais imperméable aux solutés. L’eau se déplace vers la solution la plus concentrée, engendrant une force de pression, jusqu’à ce que les concentrations des deux solutions soient équilibrées. La pression osmotique ainsi créée entre de l’eau de mer et de l’eau douce est de près de 30 bars. L’osmose inverse consiste à exercer une pression plus importante dans l’autre sens afin de déplacer l’eau vers la solution la moins concentrée et ainsi augmenter le volume d’eau douce. Une pression de 50 à 80 bars permet de produire de l’eau douce avec un coût énergétique d’environ 5kWh/m3. Cette technique entraîne des rejets de saumure froide et nécessite des membranes assez coûteuses, qui s’usent avec le temps.

Comparer les deux méthodes en mettant en évidence leurs différents avantages et inconvénients. L’eau obtenue est-elle bonne pour la consommation ?

Réaliser un schéma explicatif du phénomène d’osmose dans un tube en U contenant une membrane semi-perméable.

 



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