Il s'agit d'une étude de cas très spécifique et précieuse. En raison de son climat extrêmement aride et de son industrie pétrolière massive, l'Arabie saoudite est confrontée à des défis uniques et à des exigences exceptionnellement élevées en matière de gestion des ressources en eau, notamment en matière de surveillance de la pollution pétrolière.
Ce qui suit développe le cas de l’application par l’Arabie saoudite de capteurs de pétrole dans l’eau dans la surveillance de la gouvernance de l’eau, y compris son contexte, ses applications technologiques, ses cas spécifiques, ses défis et ses orientations futures.
1. Contexte et demande : pourquoi la surveillance du pétrole dans l’eau est-elle essentielle en Arabie saoudite ?
- Pénurie d'eau extrême : L'Arabie saoudite est l'un des pays les plus pauvres en eau au monde, dépendant principalement du dessalement de l'eau de mer et de l'exploitation des eaux souterraines non renouvelables. Toute forme de pollution de l'eau, en particulier la contamination par les hydrocarbures, peut avoir des conséquences catastrophiques sur un approvisionnement en eau déjà très limité.
- Industrie pétrolière massive : L'Arabie saoudite, l'un des plus grands producteurs et exportateurs de pétrole au monde, mène des activités d'extraction, de transport, de raffinage et d'exportation de pétrole très répandues, notamment dans la province orientale et le long de la côte du golfe Persique. Cela présente un risque très élevé de déversements de pétrole brut et de produits pétroliers.
- Protection des infrastructures critiques :
- Usines de dessalement d'eau de mer : L'Arabie saoudite est le premier producteur mondial d'eau dessalée. Si les prises d'eau de mer sont recouvertes par une nappe de pétrole, celle-ci peut gravement obstruer et contaminer les membranes de filtration et les échangeurs de chaleur, entraînant l'arrêt complet de l'usine et déclenchant une crise de l'eau.
- Systèmes de refroidissement des centrales électriques : De nombreuses centrales électriques utilisent l'eau de mer pour leur refroidissement. La pollution par les hydrocarbures peut endommager les équipements et affecter l'alimentation électrique.
- Réglementations environnementales et exigences de conformité : Le gouvernement saoudien, en particulier le ministère de l'Environnement, de l'Eau et de l'Agriculture et l'Organisation saoudienne de normalisation, de métrologie et de qualité, a établi des normes strictes de qualité de l'eau qui exigent une surveillance continue des eaux usées industrielles, des effluents et des masses d'eau environnementales.
2. Application technologique des capteurs d'huile dans l'eau
Dans l'environnement hostile de l'Arabie saoudite (températures élevées, forte salinité, tempêtes de sable), les méthodes traditionnelles d'échantillonnage manuel et d'analyse en laboratoire sont insuffisantes et ne permettent pas de répondre aux besoins d'alerte précoce en temps réel. C'est pourquoi les capteurs en ligne de présence d'hydrocarbures dans l'eau sont devenus une technologie essentielle pour la surveillance de la gouvernance de l'eau.
Types de technologies courantes :
- Capteurs de fluorescence UV :
- Principe : Un rayonnement ultraviolet d'une longueur d'onde spécifique irradie l'échantillon d'eau. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques et autres composés présents dans l'huile absorbent l'énergie et émettent une fluorescence. La concentration en huile est estimée en mesurant l'intensité de fluorescence.
- Candidature en Arabie Saoudite :
- Surveillance autour des plates-formes pétrolières offshore et des pipelines sous-marins : utilisée pour la détection précoce des fuites et la surveillance de la dispersion des déversements de pétrole.
- Surveillance des eaux portuaires et portuaires : Surveillance des rejets d'eaux de ballast ou des fuites de carburant des navires.
- Surveillance des émissaires d'eaux pluviales : Surveillance du ruissellement urbain pour détecter la contamination par les hydrocarbures.
- Capteurs photométriques infrarouges (IR) :
- Principe : Un solvant extrait l'huile de l'échantillon d'eau. La valeur d'absorption dans une bande infrarouge spécifique est ensuite mesurée, ce qui correspond à l'absorption vibratoire des liaisons CH dans l'huile.
- Candidature en Arabie Saoudite :
- Points de rejet des eaux usées industrielles : il s'agit d'une méthode standard reconnue à l'échelle internationale pour la surveillance de la conformité et la facturation des effluents, avec des données juridiquement défendables.
- Surveillance des entrées/sorties des stations d'épuration : garantir que la qualité de l'eau traitée est conforme aux normes.
3. Cas d'application spécifiques
Cas 1 : Réseau de surveillance des eaux usées industrielles dans la ville industrielle de Jubail
- Localisation : Jubail Industrial City est l’un des plus grands complexes industriels pétrochimiques au monde.
- Défi : Des centaines d’entreprises pétrochimiques rejettent leurs eaux usées traitées dans un réseau commun ou dans la mer. Il est crucial de garantir la conformité de chaque entreprise aux limites réglementaires.
- Solution:
- Installation d'analyseurs photométriques infrarouges d'huile dans l'eau en ligne aux sorties d'effluents des principales usines.
- Des capteurs surveillent la concentration de pétrole en temps réel et les données sont transmises sans fil via un système SCADA au centre de surveillance environnementale de la Commission royale pour Jubail et Yanbu.
- Résultats:
- Alarme en temps réel : des alertes immédiates sont déclenchées si la concentration d'huile dépasse les limites, permettant aux autorités environnementales de réagir rapidement, de retracer la source et de prendre des mesures.
- Gestion axée sur les données : les enregistrements de données à long terme fournissent une base scientifique pour la gestion environnementale et l’élaboration des politiques.
- Effet dissuasif : encourage les entreprises à entretenir de manière proactive leurs installations de traitement des eaux usées pour éviter les infractions.
Cas 2 : Protection de la prise d'eau de la grande usine de dessalement d'eau de mer de Rabigh
- Localisation : L'usine de dessalement de Rabigh, sur la côte de la mer Rouge, alimente en eau les grandes villes comme Djeddah.
- Défi : L'usine est située à proximité de voies de navigation, ce qui présente un risque de déversement d'hydrocarbures provenant des navires. L'infiltration d'hydrocarbures dans la prise d'eau entraînerait des dommages matériels de plusieurs centaines de millions de dollars et perturberait l'approvisionnement en eau de la ville.
- Solution:
- Création d’une « barrière de capteurs » autour de la prise d’eau de mer en installant des moniteurs de film d’huile à fluorescence UV.
- Des capteurs sont immergés directement dans la mer, surveillant en permanence la concentration de pétrole à une profondeur spécifique sous la surface.
- Résultats:
- Alerte précoce : Fournit un délai d'alerte critique (de quelques minutes à quelques heures) avant qu'une nappe de pétrole n'atteigne la prise d'eau, permettant à l'usine de lancer des interventions d'urgence.
- Sécurisation de l’approvisionnement en eau : constitue un élément technologique essentiel pour la protection des infrastructures nationales critiques.
Étude de cas 3 : Surveillance des eaux pluviales dans le cadre de l'initiative « Cité intelligente » de Riyad
- Localisation : La capitale, Riyad.
- Défi : Le ruissellement des eaux pluviales urbaines peut transporter de l’huile et de la graisse provenant des routes, des parkings et des ateliers de réparation, polluant ainsi les plans d’eau récepteurs.
- Solution:
- Dans le cadre du réseau de surveillance hydrologique des villes intelligentes, des sondes de qualité de l'eau multiparamètres intégrées à des capteurs d'huile à fluorescence UV sont installées aux nœuds clés du réseau de drainage des eaux pluviales.
- Les données sont intégrées à la plateforme de gestion de la ville.
- Résultats:
- Recherche de la source de pollution : aide à localiser les déversements illégaux de pétrole dans les égouts.
- Gestion des bassins versants : évalue l’état de la pollution diffuse, guidant la planification et la gestion urbaines.
4. Défis et orientations futures
Malgré des réalisations importantes, l’application des capteurs d’huile dans l’eau en Arabie saoudite se heurte à des défis :
- Adaptabilité environnementale : les températures élevées, la salinité élevée et l'encrassement biologique peuvent affecter la précision et la stabilité du capteur, nécessitant un étalonnage et une maintenance fréquents.
- Précision des données : Différents types d'huile produisent des signaux différents. Les mesures des capteurs peuvent être perturbées par d'autres substances présentes dans l'eau, ce qui nécessite des algorithmes intelligents pour la compensation et l'identification des données.
- Coûts opérationnels : La mise en place d’un réseau de surveillance à l’échelle nationale nécessite un investissement initial important et un soutien opérationnel continu.
Orientations futures :
- Intégration avec l'IoT et l'IA : Les capteurs serviront de nœuds IoT, les données étant téléchargées vers le cloud. Les algorithmes d'IA serviront à prédire les tendances, à détecter les anomalies et à diagnostiquer les pannes, permettant ainsi une maintenance prédictive.
- Surveillance mobile avec drones/navires de surface sans pilote : compléter les points de surveillance fixes en fournissant des relevés flexibles et rapides de vastes zones maritimes et de réservoirs.
- Mises à niveau de la technologie des capteurs : développement de capteurs plus durables, plus précis et résistants aux interférences qui ne nécessitent aucun réactif.
Conclusion
L'intégration par l'Arabie saoudite de capteurs de présence d'hydrocarbures dans l'eau à son cadre national de surveillance de la gouvernance de l'eau constitue un modèle pour relever ses défis environnementaux et économiques spécifiques. Grâce à une technologie de surveillance en ligne et en temps réel, l'Arabie saoudite a renforcé la surveillance environnementale de son industrie pétrolière, protégé efficacement ses précieuses ressources en eau et ses infrastructures critiques, et posé les bases techniques solides nécessaires à la réalisation des objectifs de durabilité environnementale définis dans la Vision 2030 de l'Arabie saoudite. Ce modèle offre des enseignements précieux pour d'autres pays et régions présentant des structures industrielles et des pressions similaires sur les ressources en eau.
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Date de publication : 23 septembre 2025