-cumpte Rw?ch d’ESS#i - L7ISTILLA TEUR ...
-cumpte Rw?ch d’ESS#i -
L7ISTILLA TEUR SOLA,lRE CZZRER
EN SERVICE AU CNRA DE BA/M?EY
1
LOS performances du distillateur installé par le cERER
ont et: suivies au cours du mois d'Awri1 53. Les divers paramàtros
ont été mesurée par enregistrement en continu,
- de la température de l'eau du bac d'évaporation
- de la quantité d'eau Qcoulée, en interposant un pluvio-
graphe journalier sur les circuits de collecte de l'eau
distillee,
- de l'énergie solaire incidente à l'aide d'une photopilo,
1 - STRUCTURE DE LA PRODUCTION JOURNALIERE s
L ‘interprétation detailloe des enregistrements obtenus a et6
faite pour deux journées d'ensoleillement très différent afin de
disposer des réferenccs
j o u r n a l i è r e s tr&s éloignGes p o u r pouvoir
elaborer un schémas d’cnscmbie d’explication de la production;
- une journée d'ensoleillement régulier e-t fort (beau temps
d u 17/04)
- une journée d'ensoleillement régulier ct faible (vent de
sable du 22/04)
Le choix de journecs h Evolution réguliérc de l'ensoleille-
ment s’été obligatoire pour pouvoir estimer l’enorgio incidente par
tranche de 1/4 d’heure on calculant la surface des trapèzes succcs-
sifs de base temps ?/4 d'heuro situes sous la courbe Onergie/temps
de 1 ‘enregistrement photopile,
L'ensemble des résultats obtenus pour ces deux journées est
illustk par l'annexe 1 qui représente l'evolution au cours de la
journée des divers paramètres mesures.
On remarquera que l'allure génorale des courbes est scmbla-
b l e po;r les deux journées btudiées, bien que les effets soient
beaucoup plus forts et rapidcs & se manifester (intensite maximale
de la production ; dCC;olagc Cnergie/production ; températurc atteinte
par l’eau du bac) par une journée très ensoleillée
1.1. Remarques qénérales
. La production n'est pas stoppée avec la tombée de la nuit,
,Par” t e m p s clair”, la production instantanée suit de
très près l'évolution de l’énergie incidente et s'arr6te prati-
quement entre 20h et 22heures puis reprend jusqu'au lendemain ;
certainement à cause de l'"effet de rosée” du à la fraicheur
nocturne. Cette part rcpresente environ 5 72 de la production
totale., Par" temps ,couvort”, l'effet tampon dû aux poussibrcs
atmosph6riqucs provoque un démarrage lent passant par un rdgimc
maximum assez faible (300 ml/1/4 h au lieu de 600 ml/l/f+h) mais
suivi d'une décroissance plus lente aboutissant à une production
nocturne non négligeable qui est la resultante d'une poursuite
de la distillation et de l’effet de rosée,
. La flcouverture du ciel" provoque un decalage du palier de
p r o d u c t i o n m a x i m a l e d e 13h par tomps clair & 14h par temps
couvert.
. ./ . .
2
La production est groupée au cours dcsheurzclesplus ensoleil-
iée de la journee, c'est ainsi que BO $ de l'eau distilleo est
recueillie entre 11h et l7h ; l'intensité maximale de produc-
tion Qtant de 6lICl ml par quart d’heure par journcJe onsolcill&c
(entre 13h et 15h) contre 300 ml pour le m&me temps par Jsurnoe
couverte (entre 14h et 16h)
1 .z. Liaison ~nerqie/temp~raturo/distillati.on
NOUS avons tentb d’oxpliqucr lc fonctionnement du distillateur
én examinant les liaisons entre los divers paramètres mesures
et ce, pour les deux situations types choisies (cf annexe 2).
La production cumules au cours de la journee en fonction de
ilenergie reçue (graphes 1 ot 1') montre qu’après un certain
temps de latente la production peut-dtre considéréo (jusqu'au
coucher du soleil) comme proportionnelle à l'encrgio reçue, le
systémc étant plus efficace par temps ensoleillée,
Tableau 1 : Efficacité du distillateur et énergie reçue
!
!
1
Temps
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e n s o l e i l l é ;
couvert
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Les courbes d'evolution du debit par quart d’heure et de la
Température du bac en fonction de l'énergie reçue pendant le
mBme temps décrivant un cycle d'hystérésis d'autant plus ouvert
que le temps est couvert,
L’allure générale reste la m6me dans les deux cas oberves, mais
l'effet tampon des poussi$res atmospherique provoque une baisse
de l'énergie instantanée r~~çuoàl'cri$ni:dola beisse do dbbit ot
d'une diminution de la tcmperature de l'eau du bac d'evapora-
tion, Cet effet tampon se traduit aussi par une chute moins rapi
de des deux parametres etudiées (débit et température de l’eau)
pendant la phase de diminution de l’dnergie incidente d'où l'ou-
v e r t u r e d u c y c l e d’hysteresis,
2 - EVOLUTION DE LA PRODUCTIOti AVEC L'ENERGIE TOTALE RECUE
Cette dvolution a et6 mesurec à partir des quantités d'eau
produite en 24 heures ( de Bh 00 à Bh 00) et de l’énergie reçue
pendant le me'me temps et co, pendant trois semaines,
Les résultats obtenus Figurent à l'annexe 3. Le temps ayant
éte tibs variable pendant la poriode de mesure, nous disposons des
donndes extrèmes d'énergie incidente que l'on peut obtenir dans la
rfigion de Bambey au cours d'une anneo,
. ./ . .
3
La production journaliéro peut-être considér6c comme propor-
tionnéllc à la quanti.~6 d’enorgie rcçuc dans la journée, l'équation
do la droito de rcgressioh obtenue étant
1 p:roc!uction (l/jour)=O.O0657~x Cnorgir. (j/cmZ/jour) - 1 . 2 6 4 (r 3 0 , 3 7 5 )
1
,.
11 COLJJll~S ‘,
L.-
Cette équation mantrc quo 1’6ncrgi.c minimum nQccss&rc pour obtenir
u n dobit de p r o d u c t i o n OS~ d o 192 joules, Da’ plus, en prenant une
c h a l e u r d e v a p o r i s a t i o n moyenno d e 1 ‘eau de Y.73 Kcal/molo, lo rendo-
ment global journalier du systume varie suivant l’équation,
i
Rdt $; = 0 . 0 4 9 5 5 x - 9.52
pur 1 0 0 0 r, x *’ c 2 5 0 0 1
1
X
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j/cm2/jour
.
.
i
.
soit un randomont global de 110 à 46 )$ selon l'ensoleillemont
Compte tenu do l'ensoleillement moyen par décade mesur au
cours’de l'annbe 1975) (la seule disponible), le tableau suivant
donne 1'6volution prbvisible do la production au cours de 1 'annGo,
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JANVIER
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MARS
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Ces rgsultats sont visualisds à l'annexe 4.
: Si l'on tient compte d'uno consommation journalière de 1801
i l osi
donc nécessaire de mettre en place 11 modules de distillate:r pour
couvrir les besoins du centre, en supposant que l'on dispose des
canacit,f5c; I-IF! st.nnkRnR II~? 1 'nafI nrnfiiii i-.F!
4
3 - QUALITE DE L'EAU PRODUITE ET SALINISATION DE L'EAU BRUTE
L’eau b r u t e d u CIJRA ost puisee d a n s l a n a p p e d u “Lutetien”
e t est*relativoment duro, Une a n a l y s e t y p e d o n n e les r é s u l t a t s s u i v ;
Tableau
: Analyse do l’eau du CfJRA
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mmha/cm , r. sec ?
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E n p r i n c i p e le système d ’ a l i m e n t a t i o n p a r c h a s s e d ’ e a u pcr-
met llQtablissement d’un niveau d’eau constant dans le bac d’uva-
p o r a t i o n , E n réalite c e systemc fonctionne mal (colmatage de la
v a n n e d û 3. l a durete do l’eau) et il est nécessaire de rajoutor de
1’ eau réguliércment par siphonnagc à partir d’une reservc,
Les resultats obtenus ne sont donc pas ceux d’un regimo
permanint a n i v e a u c o n s t a n t ut l’intcrpretation est délicate.
Les analyses effectuees montrent une concentration progrcsT-
sives de l'eau du bac d'évapol:ation jusqu ‘à dilution par une nou-
velle addition d'eau brute, On remarque apres deux ou trois jours
de marche la formation des c r i s t a u x b l a n c h â t r e s ( c a r b o n a t e ?) 4 l a
surface du bac, mais cola nu semble pas mené
beaucoup au rondement
du système,
La quolit
do l’eau recueillie est relativement constante
et tr&i acceptable (conductivitu variant do 0,003 à 0,010 mmho,‘cm)
mais ndccssite une purification par passage sur colonnes
bchango-
ment d'ion pour un usage analytique,
4 - CONCLUSIONS
Lo distillateur solaire du type CERER semble étre une bonne
solutik p o u r l ’ a l i m e n t a t i o n o n e a u d i s t i l l é e d e c e r t a i n s l a b o r a t o i r e :
de recherche, On pout lui reprocher sa FragilitE (verre) mais cer-
taines precautions permattcnt de pallier 21 cet inconv&nicnt (instal-
l a t i o n h o r s dc porteo des GlGmonts d a n g e r e u x , e n t r e t i e n rugulier et
précaution de
manipulation ) par c o n t r e s a rusticite e s t rcmarqua-
b l e (coQt d e f o n c t i o n n e m e n t f a i b l e , construction locale) et la pro-
duction est adaptable aux besoins des divers laboratoires par l'em-
ploi d’un nombre plus ou moins grand de modules de base,
.
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L7ISTILLA TEUR SOLA,lRE CZZRER
EN SERVICE AU CNRA DE BA/M?EY
1
LOS performances du distillateur installé par le cERER
ont et: suivies au cours du mois d'Awri1 53. Les divers paramàtros
ont été mesurée par enregistrement en continu,
- de la température de l'eau du bac d'évaporation
- de la quantité d'eau Qcoulée, en interposant un pluvio-
graphe journalier sur les circuits de collecte de l'eau
distillee,
- de l'énergie solaire incidente à l'aide d'une photopilo,
1 - STRUCTURE DE LA PRODUCTION JOURNALIERE s
L ‘interprétation detailloe des enregistrements obtenus a et6
faite pour deux journées d'ensoleillement très différent afin de
disposer des réferenccs
j o u r n a l i è r e s tr&s éloignGes p o u r pouvoir
elaborer un schémas d’cnscmbie d’explication de la production;
- une journée d'ensoleillement régulier e-t fort (beau temps
d u 17/04)
- une journée d'ensoleillement régulier ct faible (vent de
sable du 22/04)
Le choix de journecs h Evolution réguliérc de l'ensoleille-
ment s’été obligatoire pour pouvoir estimer l’enorgio incidente par
tranche de 1/4 d’heure on calculant la surface des trapèzes succcs-
sifs de base temps ?/4 d'heuro situes sous la courbe Onergie/temps
de 1 ‘enregistrement photopile,
L'ensemble des résultats obtenus pour ces deux journées est
illustk par l'annexe 1 qui représente l'evolution au cours de la
journée des divers paramètres mesures.
On remarquera que l'allure génorale des courbes est scmbla-
b l e po;r les deux journées btudiées, bien que les effets soient
beaucoup plus forts et rapidcs & se manifester (intensite maximale
de la production ; dCC;olagc Cnergie/production ; températurc atteinte
par l’eau du bac) par une journée très ensoleillée
1.1. Remarques qénérales
. La production n'est pas stoppée avec la tombée de la nuit,
,Par” t e m p s clair”, la production instantanée suit de
très près l'évolution de l’énergie incidente et s'arr6te prati-
quement entre 20h et 22heures puis reprend jusqu'au lendemain ;
certainement à cause de l'"effet de rosée” du à la fraicheur
nocturne. Cette part rcpresente environ 5 72 de la production
totale., Par" temps ,couvort”, l'effet tampon dû aux poussibrcs
atmosph6riqucs provoque un démarrage lent passant par un rdgimc
maximum assez faible (300 ml/1/4 h au lieu de 600 ml/l/f+h) mais
suivi d'une décroissance plus lente aboutissant à une production
nocturne non négligeable qui est la resultante d'une poursuite
de la distillation et de l’effet de rosée,
. La flcouverture du ciel" provoque un decalage du palier de
p r o d u c t i o n m a x i m a l e d e 13h par tomps clair & 14h par temps
couvert.
. ./ . .
2
La production est groupée au cours dcsheurzclesplus ensoleil-
iée de la journee, c'est ainsi que BO $ de l'eau distilleo est
recueillie entre 11h et l7h ; l'intensité maximale de produc-
tion Qtant de 6lICl ml par quart d’heure par journcJe onsolcill&c
(entre 13h et 15h) contre 300 ml pour le m&me temps par Jsurnoe
couverte (entre 14h et 16h)
1 .z. Liaison ~nerqie/temp~raturo/distillati.on
NOUS avons tentb d’oxpliqucr lc fonctionnement du distillateur
én examinant les liaisons entre los divers paramètres mesures
et ce, pour les deux situations types choisies (cf annexe 2).
La production cumules au cours de la journee en fonction de
ilenergie reçue (graphes 1 ot 1') montre qu’après un certain
temps de latente la production peut-dtre considéréo (jusqu'au
coucher du soleil) comme proportionnelle à l'encrgio reçue, le
systémc étant plus efficace par temps ensoleillée,
Tableau 1 : Efficacité du distillateur et énergie reçue
!
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Temps
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e n s o l e i l l é ;
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Les courbes d'evolution du debit par quart d’heure et de la
Température du bac en fonction de l'énergie reçue pendant le
mBme temps décrivant un cycle d'hystérésis d'autant plus ouvert
que le temps est couvert,
L’allure générale reste la m6me dans les deux cas oberves, mais
l'effet tampon des poussi$res atmospherique provoque une baisse
de l'énergie instantanée r~~çuoàl'cri$ni:dola beisse do dbbit ot
d'une diminution de la tcmperature de l'eau du bac d'evapora-
tion, Cet effet tampon se traduit aussi par une chute moins rapi
de des deux parametres etudiées (débit et température de l’eau)
pendant la phase de diminution de l’dnergie incidente d'où l'ou-
v e r t u r e d u c y c l e d’hysteresis,
2 - EVOLUTION DE LA PRODUCTIOti AVEC L'ENERGIE TOTALE RECUE
Cette dvolution a et6 mesurec à partir des quantités d'eau
produite en 24 heures ( de Bh 00 à Bh 00) et de l’énergie reçue
pendant le me'me temps et co, pendant trois semaines,
Les résultats obtenus Figurent à l'annexe 3. Le temps ayant
éte tibs variable pendant la poriode de mesure, nous disposons des
donndes extrèmes d'énergie incidente que l'on peut obtenir dans la
rfigion de Bambey au cours d'une anneo,
. ./ . .
3
La production journaliéro peut-être considér6c comme propor-
tionnéllc à la quanti.~6 d’enorgie rcçuc dans la journée, l'équation
do la droito de rcgressioh obtenue étant
1 p:roc!uction (l/jour)=O.O0657~x Cnorgir. (j/cmZ/jour) - 1 . 2 6 4 (r 3 0 , 3 7 5 )
1
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11 COLJJll~S ‘,
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Cette équation mantrc quo 1’6ncrgi.c minimum nQccss&rc pour obtenir
u n dobit de p r o d u c t i o n OS~ d o 192 joules, Da’ plus, en prenant une
c h a l e u r d e v a p o r i s a t i o n moyenno d e 1 ‘eau de Y.73 Kcal/molo, lo rendo-
ment global journalier du systume varie suivant l’équation,
i
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.
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soit un randomont global de 110 à 46 )$ selon l'ensoleillemont
Compte tenu do l'ensoleillement moyen par décade mesur au
cours’de l'annbe 1975) (la seule disponible), le tableau suivant
donne 1'6volution prbvisible do la production au cours de 1 'annGo,
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Ces rgsultats sont visualisds à l'annexe 4.
: Si l'on tient compte d'uno consommation journalière de 1801
i l osi
donc nécessaire de mettre en place 11 modules de distillate:r pour
couvrir les besoins du centre, en supposant que l'on dispose des
canacit,f5c; I-IF! st.nnkRnR II~? 1 'nafI nrnfiiii i-.F!
4
3 - QUALITE DE L'EAU PRODUITE ET SALINISATION DE L'EAU BRUTE
L’eau b r u t e d u CIJRA ost puisee d a n s l a n a p p e d u “Lutetien”
e t est*relativoment duro, Une a n a l y s e t y p e d o n n e les r é s u l t a t s s u i v ;
Tableau
: Analyse do l’eau du CfJRA
!
, Anions
i
heq/l)
i
cûtions
i
(meg/l)
!
.
.
.
I’
;
C03l-i
-
1
5.48
!
!
!
!
Ca++ ,
4.00
j
.
.
.
x
! CO3--
! 0.4
I
119+-t
!
3.45
!
!
, 504--
!
!
1.37
IX t
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?
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!
!
0.03
1
I
! Cl-
!
5.6
!
l’at
!
5.00
!
!
!
!
!
I
i
.
; ?2,63
!
!
Balance
!
B a l a n c e i
12.48
;.
; C.G. 1.33
!
mmha/cm , r. sec ?
0.84
dl
i
E n p r i n c i p e le système d ’ a l i m e n t a t i o n p a r c h a s s e d ’ e a u pcr-
met llQtablissement d’un niveau d’eau constant dans le bac d’uva-
p o r a t i o n , E n réalite c e systemc fonctionne mal (colmatage de la
v a n n e d û 3. l a durete do l’eau) et il est nécessaire de rajoutor de
1’ eau réguliércment par siphonnagc à partir d’une reservc,
Les resultats obtenus ne sont donc pas ceux d’un regimo
permanint a n i v e a u c o n s t a n t ut l’intcrpretation est délicate.
Les analyses effectuees montrent une concentration progrcsT-
sives de l'eau du bac d'évapol:ation jusqu ‘à dilution par une nou-
velle addition d'eau brute, On remarque apres deux ou trois jours
de marche la formation des c r i s t a u x b l a n c h â t r e s ( c a r b o n a t e ?) 4 l a
surface du bac, mais cola nu semble pas mené
beaucoup au rondement
du système,
La quolit
do l’eau recueillie est relativement constante
et tr&i acceptable (conductivitu variant do 0,003 à 0,010 mmho,‘cm)
mais ndccssite une purification par passage sur colonnes
bchango-
ment d'ion pour un usage analytique,
4 - CONCLUSIONS
Lo distillateur solaire du type CERER semble étre une bonne
solutik p o u r l ’ a l i m e n t a t i o n o n e a u d i s t i l l é e d e c e r t a i n s l a b o r a t o i r e :
de recherche, On pout lui reprocher sa FragilitE (verre) mais cer-
taines precautions permattcnt de pallier 21 cet inconv&nicnt (instal-
l a t i o n h o r s dc porteo des GlGmonts d a n g e r e u x , e n t r e t i e n rugulier et
précaution de
manipulation ) par c o n t r e s a rusticite e s t rcmarqua-
b l e (coQt d e f o n c t i o n n e m e n t f a i b l e , construction locale) et la pro-
duction est adaptable aux besoins des divers laboratoires par l'em-
ploi d’un nombre plus ou moins grand de modules de base,
.
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16
18
20
22
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