DISTILLATION DE L'EAU DE MER

937. Afin de n'avoir pas à faire à bord des navires de grands approvisionnements d'eau douce avant le départ, on a depuis longtemps songé à distiller l'eau de mer et à se procurer ainsi de Teau douce pour tous les usages qui en nécessitent l'emploi. On s'est heurté à certaines difficultés qui, pendant longtemps, ont empêché de se servir de ce procédé pour obtenir de l'eau potable.

Ainsi l'eau distillée n'était pas aérée, ce qui la rendait lourde et indigeste. De plus, elle avait un goût et une odeur désagréables, provenant de matières empyreumatiques qui résultent de la décomposition, pendant rébullition,des matières organiques que Teau de mer renferme. On est enfin parvenu à remédier à ces inconvénients et, aujourd'hui, les appareils distillatoires font partie des accessoires indispensables sur les navires bien aménagés.

L'aération de l'eau distillée s'obtient en condensant les vapeurs aqueuses au contact d'un excès d'air, qu'on introduit dans le récipient où s'opère la condensation.

Pour faire arriver l'air dans le réfrigérant, M. Mazeline employait une pompe à air qui reprenait l'eau distillée pour l'envoyer sur un filtre composé de sable et de charbon.

838. M. Perroy, ingénieur de la Marine, a imaginé une disposition plus simple généralement employée dans les appareils de distillation.

La pompe à air est supprimée et l'aspiration est produite au moyen d'un injecteur d'entraînement de gaz, au centre duquel arrive par un ajutage le jet de vapeur à condenser pour obtenir de l'eau potable. L'air atmosphérique se trouve ainsi appelé et

entraîné dans le condenseur^ et Teau refroidie est convenablement aérée.

939. Le docteur Normandy, dans son appareil distillatoire, saturait Teau condensée avec Tair même qui se trouve dissous dans Teau de mer employée à la condensation. Cette disposition ne donne à Teau aucune qualité spéciale et parait compliquer inutilement les appareils de distillation.

Pour faire disparaître Todeur et le goût désagréables de l'eau distillée, M. Normandy filtre celle-ci sur du noir animal, afin de détruire par oxydation les matières empyreumatiques. Cette oxydation ou combustion s'effectue rapidement en présence du noir, en raison de sa porosité et de Texcès d'air qui accompagne l'eau condensée.

A bord des navires, où les espaces disponibles sont très restreints, il importe que les bouilleurs soient de dimensions aussi réduites que possible. Ils doivent donc présenter de grandes surfaces de chauffe sous un volume très limité et doivent être combinés de manière à produire de grandes quantités de vapeur, sans que cependant l'activité de Tébullition puisse occasionner des entraînements d'eau salée.

Lorsque les machines des navires sont pourvues de condenseurs à injection directe, l'eau de mer se renouvelant incessamment dans les chaudières qui produisent la force motrice, on peut emprunter à celles-ci la vapeur nécessaire pour faire de l'eau potable.

Au contraire lorsqu'on fait usage de condenseurs à surface, leau de condensation constamment réemployée se surcharge de graisse et acquiert un goût nauséabond dont la distillation ni la purification consécutive sur le noir animal ne peuvent la débarrasser complètement. On perdrait, du reste, en se servant de cette eau, le bénéfice résultant de l'adoption des condenseurs à surface, car on serait obligé d'introduire dans les chaudières de l'eau prise à la mer, et il se produirait des incrustations. Pour éviter cet inconvénient, on a recours pour préparer Teau potable à l'emploi d'une chaudière spéciale désignée sous le nom de bouilleur, que l'on peut nettoyer aussi souvent qu'il est nécessaire.

Nous allons décrire deux appareils distillatoires, aujourd'hui très employés dans la marine française.

940. Appareil distillatoire Mourraille. — MM. Mourraille et C* se sont inspirés des études de leurs devanciers, et

Fig. 519.

après divers essais et perfectionnements, sont arrivés à construire I appareil représenté (fig. 019), qui comprend essentiellement un bouilleur B, un aérateur A, un réfrigérant R et un filtre F.

Le bouilleur B (fig. S20) est formé d'un récipient dans lequel se trouve un cylindre central aa, évasé en entonnoir et entouré par les serpentins de chauffage. Au-dessus se trouve un dia-

phragme ou écran b qui retient les gouEtelettes d'eau que l'ébullition peut projeter.

La prise de vapeur est, dans les appareils à très grande production, précédée d'un épurateur C composé d'un tube légèrement conique, fixé dans un vase également conique, pourvu, à sa base, d'un tube de faible diamètre servant à l'écoulement des gouttelettes d'eau qui se séparent mécaniquement et, à son sommet, de la tubulure d de dépari de la vapeur qui doit fournir l'eau potable.

Le bouilleur est pourvu d'un indicateur de niveau e, dira tuyau d'alimentation/ dont l'extrémité plonge dans le liquide, au centre de l'appareil, et enfin d'une tubulure g recevant un robinet qui permel de faire des extractions, comme dans les chaudières marines, et de diminuer ainsi les incrustations.

Pour faire fonctionner l'appareil, on remplit d'eau le bouilleur jusqu'à un niveau nn, en contre-bas de la grande hase de l'entonnoir a. Onfail arriver la vapeur dans les serpentins par la tubulure h. cl l'eau condensée s'écoule par le tuyau k.

L'eau chauffée par les serpentins entre rapidement en ,,-j 5^,, ébullition tumultueuse. Le

mélange d'eau et de vapeur passe entre le bord supérieur de l'entonnoir a et la paroi du bouilleur. Il se produit aussitôt un épanouissement brusque, la vapeur se dégage et l'eau retombe au centre, redescend dans l'entonnoir a et va passer de nouveau au contact des serpenlins. Le grand diamètre de la partie cylindrique de l'entonnoir

hcilile beaucoup la circulation de l'eau. Ou remplace parfois les serpentins de vajwur par un faisceau de tubes. La disposition iotérieure du bouilleur est alors quelque peu modifiée (Kg. 53i). Deux cloiaoDs borizontalea H H' recevant un faisceau de tubes de Oi'oS de diamètre environ et traversées par le cylindre évasé a, isolent une cbambre M dans laquelle circule la vapeur (le chauffage. L'eau à distiller remplit l'intérieur des tubes et s'élève jusqu'au niveau n n, un peu en contre-bas du bord supérieur de l'entonnoir a.

De même que dans l'appareil & serpentins, l'eau mise en mouvement par l'ébullition descend constamment dans la région centrale et remonte à l'intérieur des tubes où elle se vaporise en partie.

On comprend facilement que, dans les appareils à faisceau tubulaire ou k serpentin, disposés comme il vient d'être dit, la circulation aoit très active, et que par suite l'efficacité de la surface de chauffe se trouve augmentée. £n outre, la disposition de l'entonnoir favorisant le déversement du liquide, et par conséquent la séparation de l'eau et de la vapeur permet, sinond'éviter complètement les entraînements d'eau si fréquents quand on distille l'eau de mer, du moins de les diminuer considérablement. ^- ^,,

En raison de ces dispositions rationnelles, les constructeurs affirment qu'à surface de chauffe égale la production de vapeur dans leurs appareils peut être plus que double de celle que l'on obtenait dans les anciens, bien que la surface d'évaporation et le volume de la chambre de vapeur n'aient pas été augmentés.

La vapeur utilisée au chaufTage du bouilleur venant de l'échappement des machines, l'eau qui provient de sa condensation a un goût nauséabond qui la rend impropre à la boisson \ toutefois on recueille cette eau pour l'employer à d'autres usages,

tels que certains lavages, l'alimentation des chaudières, etc. Le bouilleur lui-même étant constamment alimenté à Teau de mer, il est évident qu'il faut faire des extractions périodiques comme nous lavons indiqué au n"* 882, de façon à maintenir toujours le degré de concentration au-dessous de 4° de Taéromètre et à éviter ainsi les dépôts de sel.

En sortant de la chaudière, la vapeur produite traverse Taérateur A (fig. 519), dans lequel la vapeur du bouilleur arrive par Tajutage central avec une grande vitesse, et produit Taspiratioii ainsi que Tentrainement d'une quantité d'air plus importante qu'il n'est nécessaire pour obtenir l'aération de l'eau. Cet air gênant la condensation, il convient de n'en pas introduire un trop grand excès dans le condenseur ; aussi, l'aspirateur est pourvu de robinets spéciaux qui permettent de régler à volonté le volume d'air appelé. L'air entraîné se mélange avec la vapeur

et se retrouve en partie dissous dans l'eau condensée.

De l'aérateur, le mélange d'air et de vapeur se rend dans un réfrigérant R (fig. 522) à circulation méthodique dans lequel il descend en traversant successivement une série de faisceaux tubulaires horizontaux pendant qu'un courant d'eau froide enveloppant les tubes, circule de bas en haut et produit non seulement la condensation, mais encore un refroidissement suffisant de l'eau condensée. Il importe en effet que l'eau sorte froide, pour garder l'air qu'elle a dissous et pouvoir être consommée de suite ou emmagasinée, sans inconvénient, dans la cale à eau. Dans le cas où Ton doit refroidir l'eau provenant de la condensation de la vapeur employée au chauffage du bouilleur, le réfrigérant contient un second faisceau tubulaire spécialement réservé à cet effet.

Fig. 522.

A bord des navires, la circulation de Teau de refroidissement est obtenue sans le concours d'aucun engin mécanique. On fait déboucher le tuyau d'arrivée sous la coque et le tuyau de décharge aussi haut que possible sous la ligne de flottaison. L'échauffement de Feau suffit, si les tuyaux sont bien agencés, pour produire le courant nécessaire. En marche, ce courant est favorisé par Torientation des coquilles d'entrée et de sortie d'eau; la coquille du bas ou d'entrée est 'tournée vers l'avant, celle du haut ou de sortie vers Tarrière.

Dans les embarcations de petites dimensions, la circulation est produite par le mouvement du bateau; à cet effet le tuyau d'arrivée d'eau débouche à l'avant, le tuyau de départ à l'arrière. D'autres fois le mouvement de l'eau peut être produit par une petite pompe centrifuge; ce dernier moyen est toujours employé pour les appareils établis à terre.

A sa sortie du réfrigérant R (iig. 5 19), Teau destinée à la boisson passe dans le filtre F, composé de couches alternatives de noir animal et de pierres calcaires. L'eau se charge d'un peu de sels de chaux, ce qui la rend plus agréable à boire, en même temps que les matières empyreumatiques se détruisent par oxydation, en présence du noir animal, comme il a été dit (qso).

La vapeur venant de la chaudière conserve après avoir traversé Taérateur une pression suffisante pour élever à une certaine hauteur l'eau condensée ; cela pei*met de placer le filtre à UD niveau un peu supérieur à celui du reste de l'appareil, ce qui n'est pas sans présenter de grands avantages à bord des navires où les cales peuvent être fort encombrées. D'après les constructeurs, on pourrait élever l'eau à 2 mètres au-dessus du réfrigérant, lorsque la pression dans le bouilleur est seulement de 0^,5.

Dans ces derniers temps, MM. E. Mourraille et C* ont ajouté à leur appareil distillatoire un alimentateur automatique qui règle de lui-même et d'une façon continue l'alimentation en eau de mer, l'extraction de l'eau concentrée et le débit de l'eau provenant de la condensation de la vapeur de chauffage. Lorsque l'appareil de distillation est destiné à de petites

embarcations, on lui fait subir quelques légères modificalioDS dans le but de restreindre l'emplacement qu'i] occupe, mais le principe général et les parties essentielles restent les mêmes.

941. Appareil Normand. — L'appareil distillatoire du système Normand (Hg. 533) comprend les mêmes orjçaiies essentiels que celui que nous venons d'étudier, mais il en dilTere par la disposition de cbacua d'eux.

Le bouilleur est horizontal et chauffé par un serpentin; il se

compose d'un corps cyRudrique principal A ayant, dans l'appareil que nous représentons, une longueur de i mètre environ el surmonté d'un petit cylindre formant chambre de vapeur: ce dernier, réuni au corps principal par deux larges tubulures, est lui-même surmonté d'un ddme plat d'où part la vapeur à condenser.

Ces dispositions ont pour but d'éviter les entraînements d'eau salée. Après sa sortie du bouilleur, la vapeur traverse un aérateur B analogue à celui précédemment indiqué et, de là, se rend dans un réfrigérant G ou condenseur k circulation méthodique. Ce condenseur est formé d'un faisceau de tubes disposé comme celui des chaudières tubulaires et présentant sous un faible volume une grande surface de refroidissement. Afin de faciliter I?

nettoyage et renlëvement des dépôts, Teau froide servant à la condensation circule à Tintérieur des tubes.

Enfin Teau recueillie à la partie inférieure du condenseur se rend par le tuyau D au filtre E. où elle se débarrasse des matières organiques qui l'accompagnent et dissout quelques sels calcaires.

Nous ferons remarquer que, dans la disposition générale de l'appareil, le condenseur peut être installé à un niveau quelcon* que par rapport au bouilleur, tandis que le filtre, toujours placé au-dessus du condenseur, doit être établi à une hauteur telle que la colonne d'eau distillée qui sépare ces deux organes ne dépasse pas notablement l'^fSo.

D après M. Normand, l'appareil représenté (fig. 523) pèse, avide, a6o kilogrammes et permet de distiller 3, 800 litres d'eau en vingt-quatre heures.

942. Cette opération a pour but de séparer, sous Taction de la chaleur, plusieurs liquides mélangés qui ne se vaporisent pas à la même température. Comme nous le verrons bientôt, celte séparation ne s'effectue pas aussi facilement que dans le cas où le liquide renferme seulement des sels fixes, car le point d'ébullition des liquides les plus volatils se trouve retardé, et les vapeurs condensées contiennent toujours une certaine proportion des autres liquides. Pour arriver à une séparation de plus en plus complète, il faut opérer plusieurs distillations successives ou avoir recours à des appareils spéciaux.