L'OSMOSE INVERSE: On peut créer de l'eau douce avec?

obiyann

Bonjour les padawans de la physique. Aujourd'hui on voit comment créer de l'eau grâce à l'osmose inverse mais on va devoir passer par plusieurs étapes pour comprendre le phénomène. N'hésitez pas à partager cette vidéo, c'est gratuit  Ma chaine twitch: https://www.twitch.tv/obiyann Facebook: https://www.facebook.com/obiyannexplique twitter: https://twitter.com/obiyannexplique instagram: https://www.instagram.com/obiyannexplique/?hl=fr  sources: https://www.youtube.com/watch?v=7byHztT6XVA&list=WL&index=5 https://www.youtube.com/watch?v=Nx2AICEMnbY&list=WL&index=6 https://www.youtube.com/watch?v=Ir3OBb13mDY&list=WL&index=7&t=32s https://www.youtube.com/watch?v=IsBaWQjF2TY&list=WL&index=8 https://www.youtube.com/watch?v=aVdWqbpbv_Y&list=WL&index=9&t=1s https://www.youtube.com/watch?v=lGMjStJEi7Y https://www.youtube.com/watch?v=63qN86fMpcw&t=324s https://www.youtube.com/watch?v=6IC4m0BTCb8 https://www.youtube.com/watch?v=tHzkRtzVmUM&t=11s

Transcript

00:00 Qu'est-ce que je pourrais faire comme vanne sur l'eau en intro de cette vidéo ?

00:04 Bon, arrête de réfléchir, on va être en retard pour le générique !

00:07 Oh mais c'est bon, on est comme le petit Grégory !

00:09 Le petit Grégory ?

00:10 Bah oui, on est dans les temps !

00:12 FUSION !

00:13 GAAAH !

00:14 *Bruit de fusion*

00:17 Bonjour les padawans de la physique !

00:19 Obi-Yan pour vous servir !

00:20 Bienvenue sur la chaîne qui répond à vos questions !

00:22 Et pour ce faire, laissez-les en commentaire,

00:24 et j'y répondrai lors d'une prochaine vidéo !

00:26 Aujourd'hui, une fois n'est pas coutume,

00:28 on va répondre aux commentaires de Break688.

00:30 Enfin, je vais finir par répondre qu'à toi !

00:31 Et on voit un sujet que j'ai déjà développé il y a très très longtemps,

00:35 mais qu'on peut largement améliorer.

00:36 On va voir comment on peut créer de l'eau avec l'osmose inverse.

00:38 Bon, comme régulièrement sur cette chaîne,

00:40 avant de commencer l'explication,

00:42 il va falloir qu'on voit quelques notions.

00:44 Vous allez peut-être pas forcément avoir le fil conducteur,

00:46 mais vous en faites pas, il y en a un.

00:47 La première chose qu'on va voir, c'est la diffusion.

00:49 *Bruit de bouchon*

00:50 Avant de parler de diffusion,

00:51 on va déjà se rappeler ce qu'on a déjà vu sur la chaîne,

00:54 sur les différents états de la matière.

00:55 La matière peut être dans trois états différents.

00:57 Solide, liquide, gazeux.

00:59 Et forcément l'eau, elle a un nom spécifique pour chaque état.

01:02 Solide, c'est glace.

01:03 Bon, liquide, c'est eau liquide.

01:04 Et gaz, c'est la vapeur.

01:06 Il y a donc de vraies différences entre chaque état de la matière.

01:08 La première, vous le savez, on l'a déjà vue,

01:10 à pression constante, ça va être la température.

01:12 On sera pas à la même température

01:14 quand on est solide, liquide ou gazeux.

01:16 Mais là, c'est pas ce qui nous intéresse.

01:18 Là, c'est plutôt l'état des molécules.

01:20 Pour faire simple, quand on est à l'état solide,

01:22 les molécules forment un bloc.

01:24 Elles ne bougent pas. Avec un liquide, c'est différent.

01:26 Il y a une possibilité aux molécules de bouger.

01:29 Vous savez, quand vous mettez de l'eau dans un verre d'eau,

01:31 on voit que ça bouge jusqu'à arriver à une phase d'équilibre.

01:33 Bon, donc c'est à peu près ça, les molécules vont se déplacer

01:35 jusqu'à trouver la stabilité.

01:37 Et enfin, gazeux, ça bouge tout le temps,

01:39 ça percute de partout, ça bouge, ça bouge, ça bouge, ça bouge.

01:41 C'est l'état gazeux.

01:42 Évidemment, je parle pas de la vibration des molécules

01:44 en fonction de la température.

01:45 Je parle vraiment d'un déplacement.

01:46 Bon, pour notre cas, nous, on va s'intéresser qu'à la phase liquide.

01:49 Donc, on va prendre de l'eau liquide, on va la verser dans un récipient,

01:52 puis on va attendre l'état stable, où plus aucune molécule d'eau ne bouge.

01:55 Et maintenant, dans une partie de ce récipient,

01:58 on va mettre une petite pincée de sel, d'accord ?

02:00 Du sel de table, du chlorure de sodium.

02:02 À ce moment-là, à l'endroit où on met la pincée de sel,

02:05 il y a création d'un déséquilibre entre les molécules d'eau,

02:07 les ions Na+ et les ions Cl-.

02:09 Tout ça commence à bouger dans le récipient.

02:10 On a dit tout à l'heure que quand on bougeait un verre

02:12 ou quand on le remplissait, donc quand on créait un déséquilibre,

02:15 toutes les molécules vont se positionner de façon à être en équilibre,

02:18 dans un état stable.

02:19 Donc en fait, ce qui va se passer, c'est que tous les éléments que je viens de citer

02:22 vont se placer un peu comme des Legos, si vous voulez,

02:24 vont tous s'imbriquer de telle façon à être dans un état stable.

02:27 Et donc, la concentration de sel qu'on a mis à un endroit

02:30 va être identique partout dans le récipient.

02:32 Donc, reprenons depuis le début.

02:33 Je mets du sel, la concentration dans une portion du récipient est donc très forte.

02:38 Et donc, à la fin, vu que tout va être réparti dans l'ensemble du récipient,

02:42 on voit qu'on est passé du milieu le plus concentré

02:45 vers le milieu le moins concentré pour arriver à un équilibre.

02:49 C'est ça la diffusion.

02:50 Et là, vous allez me dire "mais c'est quoi le rapport avec l'osmose ?"

02:52 Le rapport ! Le rapport ! Le rapport ! Quel est le rapport ?

02:57 J'y viens, ne vous en faites pas.

02:58 Mais avant d'expliquer ce qu'est l'osmose,

03:00 je vais vous présenter un exemple plus visuel.

03:02 On va prendre un oignon. Ça te change, hein ?

03:04 Donc je disais, on va prendre un oignon.

03:07 Un oignon rouge, pour être précis.

03:09 Et on va couper une fine lamelle pour avoir juste la peau de l'oignon.

03:12 Et puis ce qu'on va faire, c'est que cette peau, on va la mettre entre des lamelles,

03:15 et on va la regarder au microscope.

03:17 Ça donne ça.

03:18 Déjà, moi je ne suis pas biologiste, je travaille dans la physique.

03:22 Donc je ne vais pas être ultra précis de peur de dire une connerie.

03:25 Mais en regardant la cellule de l'oignon,

03:26 on voit qu'il y a une membrane avec un liquide à l'intérieur.

03:29 Bon là, si on a une action fort biologie, ils vont sauter au plafond.

03:31 On va considérer qu'à l'intérieur de la membrane, c'est de l'eau un peu salée.

03:34 Maintenant, ce qu'on va faire, c'est que sur cette fine couche de peau,

03:37 on va y ajouter de l'eau distillée.

03:38 C'est de l'eau quasiment pure.

03:40 Et bien, après avoir posé les gouttes d'eau distillée sur la lamelle,

03:43 regardez ce qui se passe.

03:44 L'eau distillée va passer au travers de la membrane,

03:50 et rentrer à l'intérieur de la cellule.

03:52 On voit, ça gonfle, ça se remplit d'eau.

03:55 Et donc là, on a l'inverse de la diffusion.

03:57 Tout à l'heure, on avait dit que les ions Na+ et Cl- se répartissaient partout,

04:01 pour avoir une concentration égale.

04:03 Donc à l'aide du milieu le plus concentré, vers le milieu le moins concentré.

04:06 Et donc là, le phénomène qu'on voit, spoiler, c'est l'osmose,

04:09 c'est l'inverse de la diffusion.

04:11 On passe du milieu le moins concentré, vers le milieu le plus concentré.

04:14 Bon, maintenant qu'on a vu ça en pratique,

04:16 voyons voir plus précisément ce qu'est l'osmose.

04:18 La membrane de la cellule, c'est ce qu'on appelle une membrane semi-perméable.

04:21 En gros, ça veut dire qu'elle laisse passer des trucs, mais pas tout.

04:24 Et si on veut être plus précis dans notre cas,

04:25 elle va laisser passer l'eau, mais pas l'eau + le sel.

04:28 C'est pour ça que ça va que dans un sens.

04:30 Mais voyons pourquoi.

04:31 Donc au tout début, quand on met de l'eau distillée,

04:33 de part et d'autre de la membrane, on a de l'eau salée et de l'eau distillée.

04:37 J'ai dit tout à l'heure que la membrane était capable de faire passer l'eau,

04:40 mais pas les autres molécules.

04:42 Mais pourquoi ?

04:44 Eh bien, on va imaginer la membrane un peu comme un filtre.

04:46 Mais un filtre avec des mailles extrêmement fines.

04:48 On est à des tailles, on dit moléculaires.

04:51 C'est vraiment infime.

04:52 Eh bien, si dans l'eau salée, j'ai des molécules trop grosses,

04:55 on voit bien que mécaniquement, elles ne peuvent pas passer.

04:59 Donc, il n'y a que l'eau qui peut passer.

05:00 Mais vous allez me dire, t'es mignon toi avec tes explications.

05:04 Mais dans l'eau salée, c'est de l'eau + des ions.

05:07 Donc l'eau de l'eau salée devrait pouvoir passer elle aussi.

05:09 Oui, mais là on va introduire encore un petit truc.

05:12 Oh le salaud !

05:14 Il s'agit de la polarisation des molécules d'eau.

05:17 Mais qu'est-ce qu'il raconte celui-ci ?

05:18 La molécule d'eau, on le sait, est électriquement neutre.

05:21 Mais d'où il parle de polarisation ?

05:22 En gros, les hydrogènes ne sont pas positifs électriquement,

05:26 mais les atomes d'hydrogène ont tendance à être un tout petit peu,

05:29 mais vraiment légèrement positifs.

05:32 Et l'atome d'oxygène, lui, va être légèrement négatif.

05:35 Donc de façon macroscopique, c'est neutre.

05:38 Mais si on regarde atome par atome,

05:40 on se rend compte qu'il y a des légères variations de charges, si vous voulez.

05:43 C'est extrêmement simplifié, on le verra peut-être un autre jour.

05:45 Et on a dit tout à l'heure que dans l'eau salée,

05:47 il y avait de l'eau, effectivement, H2O.

05:49 Mais il y a aussi des ions Na+ et des ions Cl-,

05:52 des ions sodium et des ions chlorure.

05:53 Eh bien, les ions sodium et Na+ vont être attirés par les oxygènes de l'eau.

05:58 On a dit que c'est légèrement négatif.

06:00 Donc, ils vont être attirés l'un à l'autre.

06:03 Un peu comme deux aimants, si vous voulez.

06:05 Il n'y a pas de liaison entre les deux,

06:07 mais ils sont attirés.

06:09 Il en va de même avec les ions Cl-, avec les ions chlorure,

06:12 qui eux, vont être attirés par l'hydrogène.

06:14 Et on voit qu'on va former, non pas une nouvelle molécule,

06:18 mais un amas de molécules, un amas d'atomes.

06:22 Qui devient donc trop gros pour passer au travers de la membrane semi-perméable.

06:26 C'est pour ça que l'eau distillée va bien vers l'eau salée,

06:29 et pas l'inverse.

06:30 Si on voulait simplifier l'osmose en une phrase,

06:33 un truc qui est un peu aberrant scientifiquement,

06:35 mais juste pour comprendre.

06:37 Il suffit juste de se dire que l'eau distillée

06:39 veut faire diminuer la concentration du milieu le plus concentré,

06:43 pour arriver à un équilibre de part et d'autre de la membrane.

06:46 La question, à la base, c'est comment on crée de l'eau douce.

06:49 Et jusqu'à présent, on voit que l'eau douce, ça part vers l'eau salée,

06:51 donc on ne crée rien du tout.

06:52 Déjà, effectivement, on ne va rien créer.

06:54 On voit bien que ce sont des phénomènes d'échange.

06:56 Il n'y a pas de création.

06:58 Mais bon, peu importe.

06:59 Nous, ce qu'on veut voir, c'est l'osmose inverse.

07:01 Mais pour comprendre l'osmose inverse,

07:02 il va falloir qu'on parle de pression osmotique.

07:04 Et là, on va se faire une image dans la tête.

07:06 On va prendre un tube en U,

07:07 et en bas, au milieu, on va mettre la membrane semi-perméable.

07:11 D'un côté, on va mettre de l'eau de mer,

07:13 et de l'autre côté, on va mettre de l'eau douce.

07:14 Bon, l'eau de mer, c'est salée, donc c'est de l'eau salée.

07:17 Et là, qu'est-ce qui va se passer ? Phénomène d'osmose.

07:19 Donc, le niveau dans la partie eau douce va baisser,

07:23 et le niveau dans la partie eau de mer va monter.

07:25 La hauteur perdue d'un côté

07:27 est équivalente à la hauteur gagnée de l'autre.

07:29 Mais cette hauteur d'eau-là,

07:31 eh bien, on peut la raccrocher à autre chose.

07:32 Normalement, vous savez qu'une hauteur d'eau de 10 mètres

07:35 est équivalente à 1 bar.

07:37 Si vous voulez savoir le pourquoi du comment,

07:39 c'est comme tout à l'heure, n'hésitez pas à y aller commenter.

07:41 On pourrait faire une vidéo sur Bernoulli.

07:42 Mais on n'est pas là pour ça.

07:44 Le but est juste de dire qu'une hauteur de colonne d'eau,

07:46 c'est équivalent à une pression.

07:47 Eh bien, quand on arrive à l'équilibre,

07:54 quand l'osmose est terminée,

07:56 cette hauteur d'eau-là sera équivalente à la pression osmotique.

07:59 Ça, on va bien regarder en tête

08:00 pour voir comment on va pouvoir avoir de l'eau douce

08:02 avec l'osmose inverse.

08:03 Donc, ce qu'on va faire maintenant,

08:04 c'est qu'on va reprendre le même système de tube en U.

08:06 Pour comprendre,

08:07 ce n'est pas comme ça que ça marche dans la réalité,

08:09 mais ce sera plus facile pour comprendre.

08:10 Et que, au niveau de l'eau salée,

08:13 au niveau de l'eau de mer,

08:14 j'applique une pression supérieure à la pression osmotique.

08:17 Je vais donc forcer le passage

08:18 de l'eau présente dans l'eau salée, dans l'eau de mer,

08:21 vers l'eau douce.

08:22 On vient donc récupérer de l'eau douce.

08:24 On vient donc de pratiquer une osmose inverse.

08:26 Là, vous venez de comprendre

08:28 comment on peut créer de l'eau

08:29 dans des systèmes où on est entouré d'eau de mer.

08:31 C'est d'ailleurs appliqué de tous les côtés.

08:32 Par exemple, moi qui ai plusieurs aquariums dans la maison,

08:35 de l'eau osmosée, c'est vachement intéressant

08:36 car c'est de l'eau douce, mais plus pure que celle qu'on a au robinet.

08:39 Donc, il existe des petits osmoseurs

08:41 qu'on va brancher à un robinet pour récupérer de l'eau osmosée,

08:43 ce qui sera meilleur pour nos poissons.

08:44 Mais d'un autre côté,

08:45 il y a d'autres endroits où on aurait besoin d'eau douce

08:48 alors qu'on est entouré d'eau de mer.

08:49 Par exemple, le cas sur les bateaux qui font des longues traversées

08:52 ou sur des îles complètement isolées.

08:54 On va pouvoir créer de l'eau douce pour les habitants de l'île

08:57 ou pour ceux qui seront sur les bateaux

08:58 grâce à l'eau de mer qui est autour,

09:00 juste par le procédé d'osmose inverse.

09:02 Bon, c'est fait d'une façon que je ne vais pas expliquer là

09:05 parce qu'il n'y a aucun intérêt.

09:06 On a vu le principe de base.

09:07 Mais en gros, un osmoseur, ça ressemble à ça

09:09 avec des membranes, une aspiration d'eau de mer,

09:12 une sortie eau douce et une sortie de saumur.

09:14 Comme on dit, la saumur, en fait,

09:15 c'est l'eau de mer beaucoup plus concentrée en sel

09:17 parce qu'on lui a enlevé une partie de son eau douce.

09:19 Et donc, voilà le principe de création d'eau douce

09:21 par l'osmose inverse.

09:22 Voilà, c'est tout pour moi.

09:23 J'espère que cette vidéo vous a plu.

09:25 En tout cas, merci d'avoir patienté

09:26 parce que je n'ai pas pu tourner la semaine dernière.

09:28 Bon, malgré tout, je vais quand même essayer de continuer

09:29 à faire une vidéo par semaine.

09:31 Mais de temps en temps, ça peut arriver qu'il y ait un raté.

09:33 Donc ne vous inquiétez pas.

09:34 Bon, si la vidéo vous a plu,

09:35 vous savez que vous pouvez vous abonner

09:36 pour en rater aucune autre.

09:37 Le petit like qui fait toujours plaisir

09:39 et la cloche pour être averti

09:40 quand il y a une nouvelle vidéo qui sort.

09:41 C'était Obi-Yan qui vous dit

09:43 que la science soit avec vous.

09:44 [Musique]

10:01 Attends... Oh... Oh... Tiens.

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