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Aug 13, 2023

Dessalinisateur DIY pour votre propre approvisionnement en eau douce

Dans son projet pratique le plus ambitieux à ce jour, le propriétaire du bateau de croisière Owen

Dans son projet pratique le plus ambitieux à ce jour, le propriétaire du bateau de croisière Owen Moorhouse a construit son propre dessalinisateur DIY

Les pré-filtres installés sous les marches du cockpit à la timonerie, à côté du frigo à roulettes

La création d'un système d'osmose inverse (RO) a longtemps été une chimère en tant que plaisancier de croisière sur un amarrage oscillant, mais le coût a toujours été hors de ma portée.

Cependant, un jour, après avoir fait le plein de mes réservoirs d'eau, des frais d'eau de 25 dollars australiens (15 £) ont été ajoutés à ma facture après un plein de carburant.

Jusque-là, la pratique acceptée était que l'eau était gratuite, donc un supplément de 10 cents par litre m'a incité à penser à trier un système d'osmose inverse.

Pour ajouter à mon dilemme, lors d'une approche venteuse du ponton de carburant et d'eau quelques semaines plus tard, j'ai eu un malheureux contact avec un autre yacht à côté.

Bien qu'il n'y ait eu aucun dommage visible, on m'a rapidement présenté une facture alléchante de 1 500 dollars australiens (900 £) en réparations.

Le panneau de commande installé dans la timonerie au-dessus du réfrigérateur à roulettes

Au moins, cela a renforcé ma décision de fabriquer ma propre eau douce à bord et j'étais déterminé à fabriquer le système moi-même.

Après tout, à quel point la fabrication d'un dessalinisateur DIY pourrait-elle être difficile ?

L'osmose inverse est une méthode de dessalement très efficace qui convertit l'eau de mer en eau douce potable.

La technologie des membranes est largement utilisée et implique l'élimination du sel et de la plupart des contaminants en forçant l'eau sous très haute pression à travers des membranes semi-perméables.

Bécasseau dans la marina

Pour célébrer mon 90e anniversaire, mes amis et ma famille m'ont offert un fonds de projet RO, m'encourageant davantage à me lancer.

J'ai regardé d'innombrables vidéos YouTube réalisées par des passionnés de navigation sur le sujet, et peu de temps après, j'ai esquissé des idées pour mon propre système.

Je n'ai jamais pensé un seul instant que le projet me prendrait trois ans à réaliser !

J'ai passé le premier de ces hivers sans yacht en Turquie chez ma fille sur la mer Égée.

Lors d'une excursion, nous avons voyagé vers le sud jusqu'à Bodrum où j'ai trouvé une quincaillerie bien approvisionnée avec des vannes en acier inoxydable à des prix très attractifs.

De retour à Ayvalik, j'ai découvert un petit shipchandler avec des raccords de tuyauterie en laiton et en acier inoxydable. Eux aussi étaient une véritable aubaine.

Petit à petit, j'ai commencé à accumuler les pièces dont j'avais besoin, tout en bricolant dans leur sous-sol pour construire le panneau de contrôle.

Je n'étais pas déconcerté par l'idée de ramener des composants à Sydney, car j'avais déjà transporté un treuil d'ancre dans mes bagages lors d'un voyage précédent, et les économies en valaient la peine (voir DPB octobre 2018).

Avec l'assistance en ligne de mon gendre, j'ai commandé des pièces supplémentaires, et j'ai eu trois membranes Voltron 2540 et deux boîtiers de pression directement envoyés par messagerie à mon bateau.

Schéma de l'osmose inverse. Légende : 1. Pompe de lavage de pont 2. Robinet de lavage de pont et réglage de la pression d'amorçage 3. Pompe haute pression 4. Membranes haute pression 5. Vanne à pointeau de réglage haute pression 6. Pompe d'alimentation domestique 7. Commande de minuterie de chasse 8. Filtre à charbon 9. Clapet anti-retour 10. Filtre 25 microns 11. Filtre 5 microns 12. Débitmètre 13. Réservoir du navire 14. Robinet d'alimentation domestique 15. Amorceur manomètre 16. Manomètre haute pression 17. Vanne à trois voies 18. Compteur de solides dissous totaux (TDS)

A mon retour en Australie, je me suis procuré les filtres 5 microns et 25 microns et la pompe haute pression (HP) localement, car ils étaient trop encombrants pour mes sacs.

À ce moment-là, j'étais prêt à commencer à assembler le système.

Le panneau de commande s'intègre parfaitement sous le siège du cockpit dans la timonerie, et au-dessus du réfrigérateur coulissant où il est facilement accessible.

Les deux récipients sous pression à membrane s'installaient confortablement le long de la couchette du pilote, sans interférer avec son intention initiale de lit.

Schéma du cycle de rinçage : schéma de l'osmose inverse. Légende : 1. Pompe de lavage de pont 2. Robinet de lavage de pont et réglage de la pression d'amorçage 3. Pompe haute pression 4. Membranes haute pression 5. Vanne à pointeau de réglage haute pression 6. Pompe d'alimentation domestique 7. Commande de minuterie de chasse 8. Filtre à charbon 9. Clapet anti-retour 10. Filtre 25 microns 11. Filtre 5 microns 12. Débitmètre 13. Réservoir du navire 14. Robinet d'alimentation domestique 15. Amorceur manomètre 16. Manomètre haute pression 17. Vanne à trois voies 18. Compteur de solides dissous totaux (TDS)

J'ai ensuite monté les pré-filtres sous les marches qui descendent du cockpit dans la timonerie.

Tous ces modules se trouvent directement au-dessus du moteur, sur lequel j'ai monté la pompe HP, contrôlée par un entraînement par courroie d'embrayage magnétique.

La pompe HP a nécessité l'assistance d'un atelier d'ingénierie local pour fabriquer un support de courroie trapézoïdale réglable et pour personnaliser les vannes à trois voies derrière le panneau de commande.

Sandpiper n'a qu'une seule prise d'eau de mer à travers la coque pour fournir de l'eau pour le refroidissement du moteur, la chasse d'eau des toilettes et le lavage du pont.

Anticipant une demande accrue d'eau de mer, j'ai fait installer une crépine de 1½ po, un robinet de prise de mer et une crépine primaire lors d'un glissement de pré-saison pour remplacer la prise d'origine de 1 po.

Mais tout ne devait pas être ! Mon fidèle moteur Vetus a finalement succombé à de longues années d'excellent service et a été officiellement déclaré mort.

La reconstruire n'était pas une proposition financièrement viable, faisant d'un remplacement complet la seule option.

Dans ma recherche d'un nouveau moteur diesel, j'ai dû mettre mon projet de dessalinisateur en attente.

Avant d'installer le nouveau moteur, j'ai dû dégraisser le compartiment moteur, seulement pour découvrir qu'un service de nettoyage allait coûter presque le même prix qu'un nouveau nettoyeur haute pression domestique Kärcher K2 - alors j'ai sauté le pas et j'en ai acheté un.

Une accumulation d'années de graisse et de saleté a rapidement disparu comme par magie - et je possédais maintenant également une pompe capable de 117 bars qui était alimentée par mon générateur auxiliaire embarqué existant de 2,4 kW 240 V.

Enfin, mon nouveau moteur Kubota VQ 505E de 35 ch a été installé. J'étais alors libre de finir mon projet de dessalinisateur DIY !

Le nouveau moteur diesel Kubota est soulevé à bord d'une barge

Sans aucun doute, l'approvisionnement des composants haute pression a pris le plus de temps, encore aggravé par mon inexpérience avec ce type d'article.

Lors de la commande de composants de pompes et de réservoirs sous pression à l'étranger, j'ai spécifié un filetage British Standard Pipe (BSP) de ¼ po, ce qui m'a évité la complication des différentes normes utilisées en Amérique du Nord.

J'ai commandé les récipients sous pression à membrane en fibre de verre directement en Chine, seulement pour constater que les bouchons d'extrémité en acier inoxydable de 30 mm d'épaisseur étaient encastrés dans leurs alésages.

J'ai supposé que c'était pour protéger les connexions haute pression, mais cela rendait l'accès presque impossible.

Le nouveau moteur en place

Ils étaient scellés avec des joints toriques et fixés par des pinces extrêmement précises qui défiaient une clé lorsque j'essayais de serrer les raccords HP adjacents.

Pour fournir suffisamment d'espace pour les clés, j'avais besoin de couper l'accès des parois en fibre de verre dans l'évidement d'extrémité des récipients sous pression.

J'ai juré sans fin, car c'était une tâche extrêmement ardue, mais je n'ai pas pu m'empêcher d'admirer la conception intelligente pour retenir en toute sécurité les pinces et fixer les bouchons d'extrémité.

J'avais à l'origine l'intention de remettre mon nouveau moteur avec une transmission par courroie trapézoïdale sur une pompe HP à embrayage magnétique, conformément à l'installation d'origine, mais je me suis vite rendu compte qu'une refonte était nécessaire.

Cela devait être une entreprise coûteuse, et si je suis honnête, l'idée de faire fonctionner un moteur diesel de 35 ch pour produire de l'eau au mouillage a toujours été une partie inefficace de mon plan.

Au final, ma solution radicale était assez simple. J'ai décidé de connecter mon groupe électrogène essence 2,4kW 240V à mon nouveau nettoyeur haute pression Kärcher pour fournir la pression de 50 bars nécessaire à la production d'eau douce.

Bien que cela signifiait abandonner ma pompe à pression de fabrication italienne nouvellement acquise, ainsi que l'embrayage et le montage magnétiques, j'ai pensé que je pouvais justifier cela par des économies d'efficacité et des heures de moteur, sans parler du coût d'investissement dans un nouveau support de pompe réglable.

Bien qu'improvisé, le Kärcher K2 s'intègre parfaitement sous la table à cartes et à quelques mètres des membranes d'osmose inverse.

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J'avais précédemment installé une pompe de lavage de pont commerciale de 12 V, 17 litres par minute pour nettoyer la chaîne d'ancre, je l'ai donc équipée d'une vanne de dérivation sur le Kärcher.

Alimenté par les batteries, il sert désormais de pompe d'amorçage.

Le Kärcher K2 est alimenté par le générateur 240V et ne demande que 1400W.

Cela me laisse beaucoup d'énergie de rechange pour recharger le banc de batteries, sans parler de l'économie d'heures du moteur diesel.

Le seul bémol est le bruit des pompes et du groupe électrogène qui, je l'avoue, peut être un peu inquiétant.

Après des années de planification, d'attente, de reconception, d'approvisionnement et de bricolage, le moment de vérité est enfin arrivé lorsque j'ai testé mon travail.

Pourtant, malgré de multiples tentatives, je n'ai pu atteindre aucune pression au pointeau où la saumure sort du système.

A mon grand désarroi, pas une goutte d'eau douce n'a été produite !

Je n'ai pas tardé à blâmer la pompe haute pression, car l'eau coulait vers la sortie de saumure par-dessus bord à la sortie basse pression.

Cependant, lorsque j'ai ramené la pompe haute pression à sa fonction de lavage d'origine, cela a parfaitement fonctionné. J'étais complètement dérouté !

Où allait l'eau potable sous pression ? J'ai consulté divers experts, mais même eux étaient perplexes.

Owen déguste un verre d'eau avec son dessalinisateur DIY

Dans une frustration totale, j'ai tout démonté plusieurs fois et j'ai failli abandonner tout le projet.

Dans un dernier effort, j'ai inspecté à contrecœur l'extrémité de sortie du deuxième bouchon de logement de membrane, quand j'ai soudainement trouvé le coupable.

Il manquait deux joints toriques dans le manchon de raccordement reliant la membrane au bouchon en acier inoxydable !

Leur omission a permis à l'eau sous pression de sortir par la sortie de saumure, contournant les membranes et entraînant le manque de pression.

Avec un simple remplacement du joint torique, j'ai rapidement eu de l'eau qui coulait dans les réservoirs à 120 litres par heure.

Je jubilais et regardais avec une immense satisfaction alors que de l'eau potable se déversait dans le réservoir.

Le générateur consommait moins de 2 litres d'essence par heure, avec l'avantage simultané de recharger le banc de batteries.

Disposant d'une eau douce abondante, j'ai alors concentré mon attention sur la conception d'un système de rinçage pour maintenir la santé et l'hygiène des membranes et des filtres et préserver leur longévité.

J'avoue avoir été découragé à l'idée de devoir pomper et purger une solution de métabisulfite de sodium.

J'étais plus attiré par une recommandation de recycler l'eau produite des réservoirs à travers un filtre à charbon supplémentaire pour obtenir efficacement le même résultat.

J'ai donc étudié et conçu un système de rinçage automatique fonctionnant via la pompe d'alimentation en eau à pression automatique conventionnelle du bateau.

Une vanne d'arrosage de jardin simple et programmable a fourni la solution souhaitée.

Le filtre à charbon (à gauche), deux récipients sous pression (en bas) et une minuterie et un régulateur pour le cycle de rinçage (à droite) s'adaptent tous confortablement le long de la couchette du pilote

Fonctionnant sur une pile 9V, il peut fonctionner automatiquement, mais je le fais généralement fonctionner en mode manuel pendant environ deux minutes après chaque opération de génération d'eau.

La pompe d'amorçage/lavage de pont 12V étant éteinte, j'utilise la pompe à pression domestique pour amorcer la pompe haute pression avec de l'eau fraîche produite pendant que le cycle est en cours.

L'eau de rinçage est ensuite évacuée par la sortie d'eau d'essai existante.

Des clapets anti-retour de part et d'autre du filtre à charbon empêchent la possibilité que l'eau de mer pénètre dans les réservoirs de stockage du bateau ou que la nouvelle eau douce retourne à la mer.

Le filtre à charbon supplémentaire élimine également les dommages éventuels aux membranes coûteuses, s'il était nécessaire de remplir l'eau d'une alimentation terrestre qui peut avoir été traitée avec du chlore

Ce filtre à charbon supplémentaire est exclusif au processus de rinçage.

Sans aucun doute, mon projet de dessalinisateur DIY a été l'une des installations les plus frustrantes et compliquées que j'aie jamais entreprises.

Avec des efforts intermittents, il m'a fallu un peu plus de trois ans pour terminer.

Il est difficile de dire où sont passées ces années, mais la chronologie a été allongée par mon besoin inattendu de remplacer le moteur du bateau, ce qui m'a à son tour présenté de nouveaux défis de conception.

Ignorant mon âge avancé, les autres complications et le temps nécessaire pour trouver des composants, je pense que l'installation aurait pu être réalisée avec environ 40 heures de travail.

Notant que j'ai utilisé une pompe de lavage existante, un générateur 240 V et un système de pression d'eau domestique, les composants supplémentaires m'ont coûté environ 2 500 $ A (1 500 £).

Je dois ajouter que pendant cette période, des unités disponibles dans le commerce sont apparues sur le marché qui sont moins chères que celles disponibles lorsque j'ai commencé.

Mais tout compte fait, le résultat a été incroyablement gratifiant et libérateur.

Je peux désormais m'offrir le luxe d'une eau fraîche à volonté et la douche est devenue un plaisir sans culpabilité.

La qualité de l'eau est également digne d'un toast. À 13 ppm, mesurée avec un compteur de solides dissous totaux (TDS), la qualité de l'eau dépasse les directives de l'OMS.

Ironiquement, Covid-19 a été un contributeur positif à cette histoire, car j'ai gardé un emploi rémunéré pendant les fermetures et les périodes d'isolement.

Dans ma 94e année, je me délecte enfin d'abondantes réserves d'eau de qualité et je me sens immensément fier de ma réussite.

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