A circular economy for salt that keeps rivers clean | Tina Arrowood

Traducteur: Morgane Briet Relecteur: eric vautier

Growing up in northern Wisconsin,

Ayant grandi dans le nord du Wisconsin,

I've naturally developed a connection to the Mississippi River.

j'ai pu tisser tout naturellement un lien avec le fleuve Mississippi.

When I was little,

Quand j'étais petite,

my sister and I would have contests to see who could spell

ma sœur et moi faisions la compétition pour voir qui pouvait épeler

"M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i" the fastest.

M-i-s-s-i-s-s-i-p-p-i le plus rapidement possible.

When I was in elementary school,

Quand j'étais en école primaire,

I got to learn about the early explorers and their expeditions,

j'ai appris l'histoire des premiers explorateurs et leurs expéditions,

Marquette and Joliet, and how they used the Great Lakes and the Mississippi River

Marquette et Joliet, et leur utilisation des Grands Lacs et du Mississippi

and its tributaries to discover the Midwest,

ainsi que de ses affluents pour découvrir le Midwest,

and to map a trade route to the Gulf of Mexico.

et pour tracer une route commerciale jusqu'au Golfe du Mexique.

In graduate school,

Pendant mes années de fac,

I was fortunate to have the Mississippi River

j'ai eu la chance d'avoir le fleuve Mississippi

outside my research laboratory window

juste sous la fenêtre de mon laboratoire

at the University of Minnesota.

à l'Université du Minnesota.

During that five-year period, I got to know the Mississippi River.

Pendant cinq ans, je me suis familiarisée avec le fleuve Mississippi.

I got to know its temperamental nature

J'ai découvert sa nature imprévisible

and where it would flood its banks at one moment,

avec ses rives inondées à un moment donné,

and then shortly thereafter,

puis, peu après,

you would see its dry shorelines.

on voyait ses berges à nouveau à sec.

Today, as a physical organic chemist,

Aujourd'hui, en tant que spécialiste en chimie organique,

I'm committed to use my training

je m'engage à appliquer ma formation

to help protect rivers, like the Mississippi,

dans le but de protéger les fleuves, comme le Mississippi,

from excessive salt that can come from human activity.

contre les excédents de sel provenant d'activités humaines.

Because, you know,

Car, vous savez,

salt is something that can contaminate freshwater rivers.

le sel peut contaminer les rivières d'eau douce.

And freshwater rivers, they have only salt levels of .05 percent.

Et le niveau de sel que contiennent ces rivières-là n'est que 0,05%.

And at this level, it's safe to drink.

A ce niveau-là, l'eau est potable.

But the majority of the water on our planet is housed in our oceans,

Mais la majorité de l'eau sur notre planète se trouve dans les océans,

and ocean water has a salinity level of more than three percent.

et la salinité de l'eau océanique dépasse les 3%.

And if you drank that, you'd be sick very quick.

Et si vous la buviez, vous tomberiez très vite malade.

So, if we are to compare the relative volume of ocean water

Donc, si nous voulons comparer la quantité d'eau relative dans les océans

to that of the river water that's on our planet,

avec celle des rivières et fleuves sur la planète,

and let's say we are able to put the ocean water

en supposant que l'eau des océans

into an Olympic-size swimming pool,

rentre dans une piscine olympique,

then our planet's river water would fit in a one-gallon jug.

alors l'eau de nos fleuves équivaudrait à une bouteille de quatre litres.

So you can see it's a precious resource.

Il est donc évident que c'est une ressource précieuse.

But do we treat it like a precious resource?

Mais, la traitons-nous comme une ressource précieuse ?

Or rather, do we treat it like that old rug

Ou, la traitons-nous comme un paillasson usé,

that you put in your front doorway and wipe your feet off on it?

sur lequel nous nous essuyons les pieds ?

Treating rivers like that old rug has severe consequences.

Traiter ainsi les rivières entraîne des conséquences graves.

Let's take a look.

Regardons de plus près.

Let's see what just one teaspoon of salt can do.

Observons l'impact d'une seule cuillère à café de sel.

If we add one teaspoon of salt

Si nous ajoutons une cuillère à café de sel

to this Olympic-size swimming pool of ocean water,

dans cette piscine olympique remplie d'eau de mer,

the ocean water stays ocean water.

celle-ci ne change pas.

But if we add that same one teaspoon of salt

Mais, si nous ajoutons la même quantité de sel

to this one-gallon jug of fresh river water,

dans notre bouteille de quatre litres d'eau douce de rivière,

suddenly, it becomes too salty to drink.

tout à coup, l'eau n'est plus potable.

So the point here is,

Ce qu'il faut retenir,

because rivers, the volume is so small compared to the oceans,

c'est que, comparé avec les océans, le volume des rivières est si petit

it is especially vulnerable to human activity,

qu'il est d'autant plus vulnérable à l'activité humaine.

and we need to take care to protect them.

Nous devons protéger nos rivières.

So recently, I surveyed the literature

Récemment, j'ai épluché la littérature spécialisée

to look at the river health around the world.

pour étudier l'état des rivières dans le monde.

And I fully expected to see ailing river health

Je m'attendais à voir des rivières en mauvais état dans des régions

in regions of water scarcity and heavy industrial development.

où l'industrie se développe et où il y a des pénuries d'eau.

And I saw that in northern China and in India.

Et je l'ai vu en Chine du Nord et en Inde.

But I was surprised when I read a 2018 article

Mais j'étais étonnée d'apprendre dans un article de 2018,

where there's 232 river-sampling sites

qu'il y a 232 sites d'échantillonnage des rivières

sampled across the United States.

aux États-Unis.

And of those sites,

Et que parmi ces sites,

37 percent had increasing salinity levels.

37% avait un taux de salinité en augmentation.

What was more surprising

Ce qui m'a encore plus étonnée,

is that the ones with the highest increases

c'est que les sites ayant la plus forte augmentation

were found on the east part of the United States,

se trouvent dans l'est des États-Unis,

and not the arid southwest.

et non pas dans le sud-ouest aride.

The authors of this paper postulate

Les auteurs de cet article émettent l'hypothèse

that this could be due to using salt to deice roads.

que la cause pourrait être l'usage de sel pour dégivrer les routes.

Potentially, another source of this salt

Ce sel pourrait également provenir

could come from salty industrial wastewaters.

de déversements industriels contenant du sel.

So as you see, human activities can convert our freshwater rivers

On constate donc que les activités humaines peuvent

into water that's more like our oceans.

changer l'eau douce de nos rivières en eau de mer.

So we need to act and do something before it's too late.

Nous devons réagir avant qu'il ne soit trop tard.

And I have a proposal.

Et j'ai une proposition à cet effet.

We can take a three-step river-defense mechanism,

C'est un mécanisme de protection des rivières en trois étapes,

and if industrial-water users practice this defense mechanism,

et si les industriels appliquent ce mécanisme,

we can put our rivers in a much safer position.

nos rivières seront bien mieux protégées.

This involves, number one,

Pour atteindre ce but, premièrement,

extracting less water from our rivers

nous devons puiser moins d'eau de nos rivières

by implementing water recycle and reuse operations.

mais plutôt recycler l'eau usée.

Number two,

Deuxièmement,

we need to take the salt out of these salty industrial wastewaters

nous devons enlever le sel des eaux industrielles usées

and recover it and reuse it for other purposes.

le récupérer, et l'utiliser autrement.

And number three, we need to convert salt consumers,

Et, troisièmement, nous devons changer notre source de sel,

who currently source our salt from mines

en passant de l'exploitation des mines de sel,

into salt consumers that source our salt from recycled salt sources.

à des sources de sel recyclé.

This three-part defense mechanism is already in play.

Ce système en trois étapes existe déjà.

This is what northern China and India are implementing

Le nord de la Chine et l'Inde sont en train de l'implémenter

to help to rehabilitate the rivers.

pour restaurer leurs rivières.

But the proposal here

Mais ce que je propose ici,

is to use this defense mechanism to protect our rivers,

c'est la mise en œuvre de ce mécanisme afin de protéger nos rivières

so we don't need to rehabilitate them.

pour ne pas avoir à les restaurer.

And the good news is, we have technology that can do this.

La bonne nouvelle, c'est que nous avons déjà cette technologie.

It's with membranes.

Il s'agit des membranes.

Membranes that can separate salt and water.

Des membranes qui peuvent séparer le sel de l'eau.

Membranes have been around for a number of years,

On se sert des membranes depuis quelques années déjà,

and they're based on polymeric materials that separate based on size,

elles sont formées de matériaux polymères qui séparent selon la taille,

or they can separate based on charge.

ou selon la charge électrique.

The membranes that are used to separate salt and water

Les membranes qui sont utilisées pour séparer le sel de l'eau

typically separate based on charge.

séparent généralement selon la charge électrique.

And these membranes are negatively charged,

Ces membranes contiennent des charges négatives,

and help to repel the negatively charged chloride ions

qui permettent de repousser les ions de chlorures négatifs

that are in that dissolved salt.

présents dans le sel dissout.

So, as I said, these membranes have been around for a number of years,

Donc, comme je l'ai dit, on se sert déjà des membranes,

and currently, they are purifying 25 million gallons of water every minute.

et actuellement, elles purifient 100 millions de litres d'eau par minute.

Even more than that, actually.

Et peut-être même davantage.

But they can do more.

Mais elles peuvent faire plus.

These membranes are based under the principle of reverse osmosis.

Ces membranes sont fondées sur le principe de l'osmose inverse.

Now osmosis is this natural process that happens in our bodies --

L'osmose est un processus naturel qui se produit dans notre corps -

you know, how our cells work.

c'est le fonctionnement des cellules.

And osmosis is where you have two chambers

L'osmose se produit entre deux chambres,

that separate two levels of salt concentration.

qui ont deux niveaux de concentration saline différents.

One with low salt concentration

L'une avec une concentration basse,

and one with high salt concentration.

l'autre avec une concentration élevée.

And separating the two chambers is the semipermeable membrane.

C'est la membrane semi-perméable qui sépare les deux chambres.

And under the natural osmosis process,

Et selon ce processus naturel d'osmose,

what happens is the water naturally transports across that membrane

l'eau passe aisément à travers la membrane,

from the area of low salt concentration

de la zone la moins concentrée en sel

to the area of high salt concentration,

à la zone la plus concentrée,

until an equilibrium is met.

jusqu'à trouver un équilibre.

Now reverse osmosis, it's the reverse of this natural process.

L'osmose inversée est le contraire de ce processus naturel.

And in order to achieve this reversal,

Pour réaliser cette action inverse,

what we do is we apply a pressure to the high-concentration side

nous appliquons une pression sur la zone la plus concentrée en sel

and in doing so, we drive the water the opposite direction.

ainsi, la direction de l'eau est inversée.

And so the high-concentration side becomes more salty,

La zone la plus concentrée en sel

more concentrated,

le devient encore plus,

and the low-concentration side becomes your purified water.

et la zone la moins concentrée devient votre eau purifiée.

So using reverse osmosis, we can take an industrial wastewater

L'osmose inversée nous permet de purifier jusqu'à 95%

and convert up to 95 percent of it into pure water,

des eaux usées industrielles,

leaving only five percent as this concentrated salty mixture.

les 5% restants étant le mélange concentré en sel.

Now, this five percent concentrated salty mixture

Ces 5% de concentré salé

is not waste.

n'est pas gaspillé.

So scientists have also developed membranes

Des scientifiques ont mis au point d'autres membranes

that are modified to allow some salts to pass through

qui sont conçues pour laisser passer certains sels

and not others.

et pas d'autres.

Using these membranes,

Grâce à ces membranes,

which are commonly referred to as nanofiltration membranes,

communément appelées membranes de nano-filtration,

now this five percent concentrated salty solution

les 5% de solution salée

can be converted into a purified salt solution.

peuvent être transformés en une solution salée purifiée.

So, in total, using reverse osmosis and nanofiltration membranes,

Donc, au final, l'osmose inversée et les membranes de nano-filtration

we can convert industrial wastewater

peuvent transformer les eaux usées industrielles

into a resource of both water and salt.

en des ressources d'eau et de sel.

And in doing so,

Et ainsi,

achieve pillars one and two of this river-defense mechanism.

compléter les étapes 1 et 2 du mécanisme de protection des rivières.

Now, I've introduced this to a number of industrial-water users,

J'ai présenté cette solution à de nombreux industriels,

and the common response is,

et la réponse la plus fréquente est :

"Yeah, but who is going to use my salt?"

« D'accord, mais qui va utiliser mon sel ? »

So that's why pillar number three is so important.

Et c'est pour cela que le troisième pilier est si important.

We need to transform folks that are using mine salt

Nous devons transformer les consommateurs de sel issus de mines

into consumers of recycled salt.

en consommateurs de sel recyclé.

So who are these salt consumers?

Alors, qui sont ces consommateurs ?

Well, in 2018 in the United States,

Eh bien, j'ai appris qu'en 2018, aux États-Unis,

I learned that 43 percent of the salt consumed in the US

43% de la consommation de sel

was used for road salt deicing purposes.

sert au dégivrage des routes.

Thirty-nine percent was used by the chemical industry.

Les 39% restants concernent l'industrie chimique.

So let's take a look at these two applications.

Regardons ces deux utilisations de plus près.

So, I was shocked.

Eh bien j'étais choquée.

In the 2018-2019 winter season,

Dans la saison d'hiver 2018-2019,

one million tons of salt

un million de tonnes de sel

was applied to the roads in the state of Pennsylvania.

ont été déversées sur les routes de Pennsylvanie.

One million tons of salt is enough

Un million de tonnes de sel suffisent

to fill two-thirds of an Empire State Building.

à remplir deux tiers de l'Empire State Building.

That's one million tons of salt mined from the earth,

Cela fait donc un million de tonnes de sel extraites de la terre,

applied to our roads,

déversées sur nos routes,

and then it washes off into the environment and into our rivers.

puis éparpillées dans l’environnement et dans nos rivières.

So the proposal here is that we could at least

Ce que je propose ici, c'est de récupérer le sel

source that salt from a salty industrial wastewater,

d'eaux industrielles salées,

and prevent that from going into our rivers,

afin d'empêcher qu'il n'aille dans nos rivières,

and rather use that to apply to our roads.

et d'utiliser celui-ci pour nos routes.

So at least when the melt happens in the springtime

Du coup, lorsque la glace fondra au printemps

and you have this high-salinity runoff,

et qu'il y aura un important ruissellement d'eau salée,

the rivers are at least in a better position

les rivières seront au moins en meilleur état

to defend themselves against that.

afin de se défendre contre cette arrivée d'eau salée.

Now, as a chemist,

En tant que chimiste,

the opportunity though that I'm more psyched about

l'opportunité qui m’enthousiasme le plus

is the concept of introducing circular salt into the chemical industry.

est l'idée d'introduire du sel recyclé dans l'industrie chimique.

And the chlor-alkali industry is perfect.

Et pour cela, l'industrie du chlore est parfaite.

Chlor-alkali industry is the source of epoxies,

L'industrie du chlore est la source d'époxy,

it's the source of urethanes and solvents

elle est la source d'uréthanes et de solvants,

and a lot of useful products that we use in our everyday lives.

et de tout un tas d'autres produits que nous utilisons au quotidien.

And it uses sodium chloride salt as its key feed stack.

Elle utilise du sel de chlorure de sodium comme source d'alimentation principale.

So the idea here is,

L'idée est donc ici -

well, first of all, let's look at linear economy.

premièrement, observons l'économie linéaire.

So in a linear economy, they're sourcing that salt from a mine,

Dans une économie linéaire, le sel est récolté dans des mines,

it goes through this chlor-alkali process,

traverse tout le procédé chlore-alcali,

made into a basic chemical,

se transforme en élément chimique basique

which then can get converted into another new product,

qui est ensuite converti en un tout autre produit,

or a more functional product.

un produit plus fonctionnel.

But during that conversion process,

Mais ce processus de transformation

oftentimes salt is regenerated as the by-product,

génère souvent du sel comme sous-produit,

and it ends up in the industrial wastewater.

qui se retrouve ensuite dans les eaux usées.

So, the idea is that we can introduce circularity,

L'idée est donc d'introduire de la circularité,

and we can recycle the water and salt from those industrial wastewater streams,

en recyclant l'eau et le sel de ces eaux industrielles usées,

from the factories,

et des usines,

and we can send it to the front end of the chlor-alkali process.

pour ensuite le renvoyer au début du procédé chlore-alcali.

Circular salt.

Du sel recyclé.

So how impactful is this?

Alors, quel sera l'impact ?

Well, let's just take one example.

Eh bien, prenons un exemple.

Fifty percent of the world's production of propylene oxide

50% de la production mondiale d'oxyde de propylène,

is made through the chlor-alkali process.

est produite à travers le procédé chlore-alcali.

And that's a total of about five million tons of propylene oxide

Ce qui revient à peu près à cinq millions de tonnes d'oxyde de propylène

on an annual basis, made globally.

produites tous les ans dans le monde.

So that's five million tons of salt mined from the earth

Ce qui équivaut à cinq millions de tonnes de sel tirées de la terre,

converted through the chlor-alkali process into propylene oxide,

puis converties en oxyde de propylène à travers le procédé chlore-alcali,

and then during that process,

et durant ce procédé,

five million tons of salt that ends up in wastewater streams.

cinq millions de tonnes de sel qui terminent dans les eaux usées.

So five million tons

Cinq millions de tonnes

is enough salt to fill three Empire State Buildings.

qui suffisent à remplir trois Empire State Building.

And that's on an annual basis.

Et ce, annuellement.

So you can see how circular salt can provide a barrier

Vous pouvez donc voir comment le sel recyclé peut servir de barrière

to our rivers from this excessive salty discharge.

protégeant nos rivières de déversements excessifs d'eau salée.

So you might wonder,

Vous devez vous dire :

"Well, gosh, these membranes have been around for a number of years,

« Mon dieu, si ces membranes existent depuis des années,

so why aren't people implementing wastewater reuse?

pourquoi est-ce qu'on ne s'en sert pas pour recycler les eaux usées ? »

Well, the bottom line is,

Eh bien, la vérité,

it costs money to implement wastewater reuse.

c'est que cela coûte de l'argent.

And second,

Et deuxièmement,

water in these regions is undervalued.

l'eau dans ces régions est sous-valorisée.

Until it's too late.

Mais un jour, il sera trop tard.

You know, if we don't plan for freshwater sustainability,

Vous savez, si on ne prévoit pas une utilisation de l'eau qui soit durable,

there are some severe consequences.

nous en subirons les conséquences.

You can just ask one of the world's largest chemical manufacturers

Demandez donc à l'un des plus gros acteurs de l'industrie chimique

who last year took a 280-million dollar hit

qui a subi une perte de 280 millions de dollars l'année passée

due to low river levels of the Rhine River in Germany.

due aux niveaux très bas du Rhin en Allemagne.

You can ask the residents of Cape Town, South Africa,

Demandez donc aux habitants du Cap, en Afrique du Sud,

who experienced a year-over-year drought drying up their water reserves,

qui ont subi des années de sécheresses vidant leurs réserves d'eau,

and then being asked not to flush their toilets.

et à qui on a demandé de ne pas utiliser leurs chasses d'eau.

So you can see,

Vous pouvez donc voir

we have solutions here, with membranes,

que nous avons des solutions qui existent,

where we can provide pure water,

nous permettant de fournir de l'eau propre,

we can provide pure salt,

de fournir du sel,

using these membranes, both of these,

en utilisant les membranes,

to help to protect our rivers for future generations.

pour nous aider à protéger nos rivières pour les générations futures.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)