Les navires modernes choisissent de plus en plus souvent un navire à osmose inverse L'OI marine est une solution qui permet de produire de l'eau douce fiable avec moins d'énergie, un démarrage/arrêt plus rapide et un encombrement réduit par rapport aux évaporateurs thermiques. Ce guide présente les pratiques d'ingénierie que nous utilisons dans les projets d'osmose inverse en milieu marin - de la conception et du dimensionnement du processus aux calculs OPEX, à la maintenance et à l'acceptation - afin que vous puissiez prendre des décisions d'achat en toute confiance.
Osmose inverse - Fenêtre de fonctionnement et calcul de la consommation d'énergie
L'OI sépare les sels à travers une membrane semi-perméable à haute pression ; il n'y a pas de changement de phase ni de charge de chaudière. Pour de nombreux navires de charge, navires de servitude, chalutiers, ferries, patrouilleurs et navires d'expédition, l'OI peut remplacer entièrement l'évaporateur ou fournir une redondance N+1.
| Aspect | Évaporateur | RO à bord du navire |
|---|---|---|
| Énergie et chaleur dans la salle des machines | Élevé ; dépend de la chaleur résiduelle | 3,5-5,5 kWh/m³ énergie spécifique nette typique |
| Démarrage/arrêt | Lenteur, inertie thermique | Rapide (minutes), service flexible |
| Empreinte | Plus grand, accessoires | Compact skid ; trains modulaires |
| Maintenance | Détartrage, ébullition | Filtres à cartouche, agent anti-calcaire, CIP périodique |
| Contrôle de la qualité de l'eau | Contrôle en temps réel limité | Contrôle continu de la conductivité et du ΔP |
Processus et P&ID - Comment fonctionne l'OI à bord d'un navire
Le train standard est : prise d'eau de mer → pré-filtration → pompe HP → membranes RO → réservoir de perméat → reminéralisation/désinfection → distribution. Des capteurs en ligne permettent de suivre la conductivité, la température, le débit et la pression différentielle (ΔP). Le rinçage automatique minimise l'encrassement après l'arrêt de l'installation ; la mise en réserve préserve les membranes pendant l'intersaison.
Dimensionnement en fonction de l'équipage, de l'itinéraire et du cycle de travail
Partir de la consommation journalière par personne et ajouter la charge de l'hôtel/galerie et une réserve de sécurité. Utilisez des patins parallèles (N+1) lorsque le temps de fonctionnement est critique ou que la qualité de l'alimentation varie.
- Consommation quotidienne : 80-120 L/personne/jour (équipage + hôtel)
- Réserve : 15-30% pour les séjours météorologiques/portuaires
- Déclassement de la température : l'eau de mer plus froide réduit le débit du perméat à une pression fixe
Exemple de travail - 30 membres d'équipage, itinéraires mixtes
Besoin de base : 30 × 100 = 3 000 L/jour. Ajouter la réserve 25% ⇒ 3 750 L/jour ≈ 3,8 m³/jour. Choisir une unité de 5-10 m³/j pour permettre le déclassement en hiver et fournir une marge pour les fenêtres de maintenance.
Vous préférez une option prête à l'emploi ? Consultez notre page produit : Marine RO 20 m³/d.
Fenêtre d'exploitation et calcul de l'énergie
Utilisez la règle empirique suivante pour l'énergie spécifique côté perméat (en ignorant les pertes mineures) ; validez les chiffres finaux avec la courbe de votre pompe et le choix du DER.
E (kWh/m³) ≈ 0,0278 × ΔPeff (bar) ÷ (ηpompe × R)
ΔPeff = pression de refoulement moins aspiration ; ηpompe = efficacité de la pompe (0-1) ; R = récupération (perméat/alimentation).
| Paramètres | Plage typique (SWRO) | Ce qu'il faut voir |
|---|---|---|
| TDS et température de l'alimentation | 25-40 g/L à 5-30 °C | L'eau froide diminue le flux ; ajuster la récupération et la pression |
| Récupération (R) | 30-45% | Trop élevé → mise à l'échelle/ΔP augmentation |
| Net ΔP | 55-70 bar (SW) | Suivre le kW de la pompe et l'étage ΔP ; l'encrassement augmente E |
| ERD (si utilisé) | η 0.8-0.95 | Associer les éléments LE à un ERD efficace |
Matériaux et protection de qualité marine
- Pièces en contact avec le sol : 316L standard ; duplex 2205/2507 pour les routes plus difficiles et l'eau chaude et salée
- Récipients sous pression : SWRO 8040/4040 avec pinces et supports de qualité marine
- Électricité : Boîtier IP54/55, presse-étoupes, arrêt d'urgence, alarmes et journaux d'événements
- Anti-vibration : montage sous patin ; raccords flexibles aux buses de la pompe
- Revêtements : revêtement marin époxy/PU sur les cadres, le cas échéant
- Interfaces étiquetées : Eau de mer / saumure / perméat / CIP pour un fonctionnement sûr
Composants connexes :
Nomenclature typique et options
| Module | Standard | Options |
|---|---|---|
| Préfiltration | Filtre de garde à cartouche de 5 µm | MMF/UF, filtres automatiques |
| Pompe HP | Pompe SS316, vitesse fixe | Matériaux duplex, VFD, dispositif de récupération d'énergie |
| Membranes | 8040 SWRO (LE/HR) | Format 4040 pour les petits patins |
| Contrôles | PLC + HMI, rinçage automatique | Surveillance à distance, enregistrement des données, routine de pose automatique |
| Post-traitement | Reminéralisation, UV | Chloration, polissage au charbon pour le goût |
Maintenance, CIP et stratégie de remplacement
- Routine : changement de cartouche, vérification du dosage de l'anti-tartre, tendance ΔP, suivi de la conductivité
- Déclencheurs CIP : augmentation du ΔP, diminution du flux de perméat, augmentation de la conductivité à des points de consigne constants
- Cadence typique : CIP tous les 3 à 6 mois en fonction de la consommation et de l'utilisation ; durée de vie de la membrane : 3 à 5 ans.
- Kit de rechange : cartouches, joints toriques, kit d'entretien de la pompe, antitartre, produits chimiques de conservation
Dépannage en mer
| Symptôme | Causes probables | Actions |
|---|---|---|
| ΔP s'élevant rapidement | Encrassement/calcaire, cartouche bouchée | Remplacer la cartouche, vérifier le SDI et l'agent antitartre ; programmer le nettoyage en place. |
| Pertes de charge du perméat | Eau froide, encrassement, problème de pompe | Ajuster les points de consigne, vérifier la courbe de la pompe, NEP si ΔP élevé |
| Pics de conductivité | Fuite du joint, endommagement du joint torique, dérivation | Inspecter les cuves et les joints, tester la pression, remplacer les joints toriques |
| Alarmes d'arrêt fréquentes | oscillations de l'admission, dérive du capteur | Stabiliser l'apport, recalibrer les capteurs, revoir les seuils d'alarme |
Exemple de cas - Rénovation de l'OOSV (20 m³/j)
Un navire de soutien offshore a remplacé un évaporateur thermique par un skid d'osmose inverse de 20 m³/d. Après la mise en service, les registres ont montré une ~18% de réduction en kWh/m³ par rapport à la référence et a amélioré la stabilité de la qualité de l'eau. L'opérateur a adopté un système de déclenchement du NEP basé sur le ΔP et des changements de cartouches trimestriels, ce qui a permis de réduire la maintenance non planifiée.
Sécurité de l'eau potable et registres
La reminéralisation et la désinfection (UV/chloration) sont standard. Conservez les dossiers de mise en service et les registres d'essai avec votre documentation de classe. Référencez les limites de l'eau potable à l'aide de directives reconnues telles que le Lignes directrices de l'OMS relatives à l'eau potable.
Liste de contrôle pour l'acquisition et l'acceptation (Télécharger)
Utilisez cette liste de contrôle pour l'appel d'offres, le FAT/SAT et la remise des clés. Téléchargez le fichier Excel modifiable et joignez-le à la GMAO de votre navire : Liste de contrôle pour l'acceptation des OR maritimes (XLSX)
Besoin d'une unité prête à être mise en œuvre ? Voir : COVNA STARK Marine RO 20 m³/d.
Modèle de récupération et d'économie d'énergie
L'énergie domine l'OPEX pour l'OI de l'eau de mer. Utilisez cette comparaison rapide pour estimer les économies annuelles par rapport à un évaporateur thermique. Validez avec la courbe de votre pompe, le choix de l'ERD et les prix locaux de l'énergie avant de prendre une décision d'achat.
| Objet | Symbole | Exemple |
|---|---|---|
| Perméabilité quotidienne | Q | 20 m³/jour |
| Énergie spécifique (RO) | E_ro | 4,5 kWh/m³ |
| Énergie spécifique (évaporateur) | E_evap | 8-12 kWh/m³ (équivalent) |
| Prix de l'énergie | C_e | 0,16 USD/kWh |
| Fonctionnement annuel | h | 330 jours × 24 h |
Coût annuel de l'énergie (RO) ≈ Q × E_ro × C_e × 24 × 330
= 20 × 4.5 × 0.16 × 7920 ≈ $11,404
Coût énergétique annuel (évaporateur) (avec 9 kWh/m³ équiv.) ≈ $22,809
Économie annuelle indicative ≈ $11,400. Une efficacité accrue de l'ERD ou l'optimisation de l'EFV peuvent encore améliorer les économies.
Note : Il s'agit d'une approximation technique. Elle ne tient pas compte des différences de qualité de l'eau potable, de l'efficacité de la chaudière et des charges auxiliaires. Utiliser un dimensionnement détaillé pour les décisions d'achat.
Étapes d'acceptation du FAT et du SAT
- Contrôle de la documentation : GA, P&ID, IOM, liste des buses, paramètres de la plaque signalétique, déclarations de matériaux.
- Test à froid : E/S, alarmes et verrouillages PLC/HMI ; vérification des routines de rinçage automatique et de mise en place.
- Hydro test : Pressuriser à 1,1-1,3 fois la pression nominale ; vérifier l'absence de fuites et de pression différentielle anormale.
- Test de performance : Enregistrer les débits d'alimentation et de perméat, la conductivité, la puissance de la pompe, la récupération et l'énergie spécifique.
- SAT à bord : Raccorder à la prise d'eau de mer, à la saumure ou au perméat ; vérifier les supports de vibration, le niveau de bruit et la compatibilité avec l'alimentation électrique du navire.
- Transfert : Fournir la liste des pièces détachées, le plan d'entretien, les recettes de CIP et les registres de mise en service ; former l'équipe.
Téléchargez la liste de contrôle modifiable (XLSX) et joignez-la à votre GMAO : Liste de contrôle pour l'acceptation des OR maritimes
FAQ
- De quelle capacité ai-je besoin pour un navire de 20 à 40 membres d'équipage ?
- Prévoir 80-120 L/personne/jour plus 15-30% de réserve. Utilisez des trains N+1 lorsque le temps de fonctionnement est critique.
- Un système d'osmose inverse peut-il remplacer entièrement un évaporateur ?
- Oui pour la plupart des itinéraires. L'OI fournit une énergie plus faible et un démarrage/arrêt plus rapide ; conserver une capacité de secours pour les fenêtres CIP.
- Quelle est la fréquence des opérations de nettoyage en mer ?
- Tous les 3 à 6 mois en service normal ; déclencher plus tôt en cas de tendances ΔP et SDI.
- Quels sont les matériaux recommandés pour la résistance à la corrosion ?
- 316L est la référence ; choisissez le duplex 2205/2507 pour des conditions plus difficiles, plus chaudes et plus salines.
- Comment devons-nous installer l'unité pendant l'intersaison ?
- Rincer, préserver avec des produits chimiques approuvés, protéger du gel ; suivre précisément les instructions de l'OIM.
Auteur : Équipe d'ingénierie de l'eau STARK - Mise à jour : 2025-09-17