Production d'engrais dans les régions arides : enseignements tirés du Golfe
Les producteurs d'engrais du Golfe, du Moyen-Orient et d'Afrique du Nord doivent gérer une grave pénurie d'eau au sein même de leurs usines. Cet article explique comment ils y parviennent, ce que les recherches récentes et les projets concrets révèlent sur les compromis à faire, et quels enseignements peuvent être tirés pour quiconque conçoit une usine dans des régions où l'eau douce est difficile à trouver. Pour une vue d'ensemble pays par pays, consultez notre Aperçu des engrais au Moyen-Orient.
Pourquoi l'eau et les engrais sont liés
Le Moyen-Orient et l'Afrique du Nord figurent parmi les régions du monde les plus touchées par le stress hydrique, et pourtant, ils abritent certaines des plus importantes industries d'engrais tournées vers l'exportation, alimentées par du gaz naturel bon marché. Une étude de 2026 publiée dans la revue Water Resources and Industry indique que 16 des 25 pays en situation de “ stress hydrique extrêmement élevé ” se situent dans cette région, ce qui signifie qu'ils utilisent plus de 801 000 tonnes de leurs ressources en eau renouvelables. Arabie Saoudite dispose de moins de 100 mètres cubes d'eau renouvelable par personne et par an, et Jordanie environ 61.
Cela crée un paradoxe. Les engrais favorisent l'autosuffisance alimentaire, mais leur production est très gourmande en eau. L'étude cite des estimations selon lesquelles la production d'une tonne d'urée peut nécessiter jusqu'à 24 mètres cubes d'eau douce, en plus du gaz naturel utilisé comme matière première. Une usine utilisant de l'hydrogène vert a également besoin d'eau ultrapure pour l'électrolyse.
Pour concrétiser cela, l'étude modélise une usine hypothétique d'urée décarbonée produisant 1,27 Mt par an :
- 641,4 m³/h d'eau potable pour l'usine elle-même
- 213,8 m³/h d'eau potable pour produire les 160,35 m³/h d'eau ultrapure nécessaires à ses électrolyseurs
- 855,2 m³/h au total, que les auteurs arrondissent à 1 000 m³/h d’eau potable.
La région possède déjà près de la moitié de la capacité mondiale de dessalement ; le dessalement apparaît donc comme la solution la plus évidente. La véritable question est de savoir comment concevoir conjointement l’usine et son système d’approvisionnement en eau.
Leçon 1 : intégrer l'approvisionnement en eau au site
Les installations existantes dans le Golfe considèrent l'eau comme une ressource intégrée aux unités de traitement, et non comme un intrant ajouté ultérieurement. Trois installations en Arabie saoudite et aux Émirats arabes unis illustrent différentes approches :
| Site | Source d'eau | Modèle |
|---|---|---|
| Ma'aden, Ras Al-Khair (Arabie Saoudite) | Eau de procédé provenant de l'une des plus grandes usines de dessalement au monde, avec un système de traitement des eaux usées par génie naturel (NEWT). | Ville industrielle dotée d'une usine de dessalement partagée ; l'eau traitée est réutilisée sur place pour la production et l'irrigation. |
| Ma'aden, Wa'ad Al Shamal (Arabie Saoudite, nord intérieur) | Eau brute traitée par ultrafiltration et osmose inverse à double passage | Unité de traitement sur site produisant de l'eau déminéralisée pour l'usine d'engrais et les chaudières |
| Fertil, Ruwais (Émirats arabes unis) | Eau de mer, eau dessalée et électricité produites par une centrale électrique d'ADNOC | Fournisseur de services publics partagés desservant la zone industrielle |
Des sites intérieurs comme Wa'ad Al Shamal montrent que la même approche fonctionne sans approvisionnement en eau de mer, à condition que les unités de traitement soient dimensionnées en fonction des besoins en eau déminéralisée de l'usine.
Leçon 2 : considérer la saumure comme une ressource, mais en vérifier les aspects économiques.
Récupérer davantage d'eau et de minéraux à partir de la saumure ne rend pas automatiquement un projet plus attractif. Le dessalement produit plus de 142 millions de mètres cubes de saumure par jour dans le monde, et son traitement peut représenter environ 5 à 331 milliards de tonnes du coût total du dessalement. Une solution consiste à minimiser le rejet liquide (MRL), ce qui permet de concentrer davantage la saumure et de récupérer et vendre des minéraux tels que l'hydroxyde de magnésium et le chlorure de sodium.
L'étude de 2026 a testé cette hypothèse sur une usine d'urée hypothétique, implantée sur la côte méditerranéenne marocaine. Elle a comparé un système d'osmose inverse d'eau de mer (OIEM) classique, un système de base à débit minimal (DML) et un système à DML optimisé qui recycle l'effluent du cristalliseur de magnésium.
| SWRO conventionnel | Base MLD | MLD maximisée | |
|---|---|---|---|
| Récupération totale d'eau | 60.4% | 71.4% | 96.7% |
| Rejet de saumure vs conventionnel | Ligne de base | 22.7% inférieur | 88% inférieur |
| Énergie par m³ d'eau | 3,8 kWh | 12,0 kWh | 12,2 kWh |
| valeur actuelle nette | 72,1 millions de dollars américains | 137,7 millions de dollars américains | 75 millions de dollars américains |
| Taux de rendement interne | À propos de 24% | Environ 14,5% (incrémental) | Environ 9,7% (incrémental) |
Trois points se dégagent :
- La configuration optimisée a réduit au maximum le rejet de saumure, mais a consommé environ trois fois plus d'énergie que la configuration conventionnelle, et son rendement n'était que légèrement supérieur au taux d'actualisation supposé de 8,75%.
- Ce scénario ne correspondrait à celui de référence que si le coût d'élimination de la saumure était d'environ 1,57 USD par m³, ou si les coûts de financement diminuaient de 8,751 TP3T à 6,891 TP3T. Les coûts typiques de rejet en surface sont de 0,05 à 0,30 USD par m³.
- Le meilleur choix dépend donc autant des règles de rejet et du coût du capital que des aspects techniques.
Il s'agit d'une modélisation, et non d'un projet du Golfe ; les chiffres illustrent donc les compromis plutôt que de prédire les performances d'une centrale spécifique.
Le même raisonnement s'applique aux effluents de procédés. Dans des travaux en laboratoire utilisant de véritables eaux usées provenant d'une usine d'engrais phosphatés, Jordanie, La neutralisation en deux étapes avec de l'hydroxyde de sodium a permis de réduire la teneur en fluorure d'environ 941 TP3T et d'éliminer la quasi-totalité de la dureté de l'eau. L'osmose inverse pourrait ensuite permettre de récupérer environ la moitié du volume sous forme d'eau traitée, avec la possibilité de recycler la saumure pour la production.
Leçon 3 : la demande s'oriente vers des produits économes en eau
La rareté de l'eau modifie ce qui est vendu, et pas seulement la façon dont c'est fabriqué. Arabie Saoudite, Selon l'institut national de la statistique, la superficie cultivée en légumes sous serre a atteint environ 7 800 hectares en 2024, contre environ 5 900 hectares en 2020. Ces exploitations utilisent des engrais hydrosolubles et liquides qui permettent d'apporter des nutriments dans des proportions précises grâce aux systèmes d'irrigation. Émirats arabes unis, La fertirrigation et l'hydroponie privilégient les formulations azotées hydrosolubles, et Abu Dhabi vise désormais à porter son autosuffisance alimentaire de 301 tonnes 300 tonnes à 701 tonnes 300 tonnes d'ici 2040. Jordanie, plus de la moitié de l'eau utilisée pour l'agriculture devrait provenir des eaux usées traitées une fois le projet de dessalement d'Aqaba-Amman achevé.
Le gouvernement saoudien encourage également les produits à libération lente et les biofertilisants, et les palmiers dattiers représentent la plus grande part de l'utilisation d'engrais à libération contrôlée dans une étude de marché.
Il existe un lien possible avec la leçon 2. Des groupes de recherche et des projets pilotes des Émirats arabes unis travaillent à la récupération des sels et des minéraux contenus dans la saumure de dessalement. Cette saumure d'eau de mer contient du potassium qui peut en principe être transformé en chlorure de potassium ou en sulfate de potassium. Jusqu'à présent, ces projets produisent des sels, du bicarbonate ou de l'eau d'irrigation, et non des engrais finis ; l'utilisation d'engrais dérivés de la saumure reste donc une idée encore au stade expérimental.
En pratique, cela se traduit par une gamme de produits diversifiée. Les engrais hydrosolubles et à libération contrôlée sont destinés aux serres et aux palmiers dattiers, tandis que les engrais NPK, DAP et urée granulés continuent d'être utilisés pour les grandes cultures comme le blé en Arabie saoudite et en Nouvelle-Zélande. Irak. Les deux nécessitent des procédés de production différents.
Leçon 4 : l’eau n’est pas la seule ressource à prendre en compte lors de la conception.
La perturbation du détroit d'Ormuz en 2026 a démontré que les voies d'exportation peuvent être interrompues, tout comme l'approvisionnement en eau. À la mi-octobre 2026, les expéditions d'engrais transitant par le détroit étaient quasi nulles, une partie des cargaisons étant réacheminée par la mer Rouge ou par voie terrestre. Les producteurs disposant d'une voie alternative avaient davantage d'options, comme la côte saoudienne de la mer Rouge ou le port jordanien d'Aqaba. L'eau et la logistique sont deux infrastructures essentielles qui peuvent être prises en compte dès le début d'un projet.
Quelles sont les implications pour les lignes de granulation, de séchage et de mélange ?
La granulation et le séchage ne représentent pas la plus grande consommation d'eau d'un complexe d'engrais, mais ce sont les étapes où les choix concernant le séchage doivent respecter les contraintes d'eau et d'énergie du site. Le tableau indique de manière générale la répartition de l'exposition à l'eau et l'importance des choix d'équipement. Les valeurs réelles dépendent des spécifications techniques de chaque installation.
| Zone de traitement | Exposition typique à l'eau | Leviers de conception | Pertinence des équipements de granulation, de séchage et de mélange |
|---|---|---|---|
| Synthèse d'ammoniac et d'urée, services publics | Une grande partie de l'eau d'un complexe azoté provient de l'alimentation en eau de la chaudière et du refroidissement. | Eau dessalée, refroidissement efficace, services publics partagés | Sans lien direct |
| suspension d'acide phosphorique et de DAP par voie humide | Effluents acides et eau de lavage | Le traitement et la réutilisation des effluents, comme dans le jordanien recherche | Indirect ; la granulation suit cette étape |
| Granulation (NPK et DAP) | Modéré à faible ; eau ou vapeur en phase liquide, plus eau de lavage | Contrôle et recyclage de la phase liquide ; recirculation de l'eau du laveur | Directement pertinent |
| Séchage et refroidissement | Faible consommation d'eau, mais forte consommation d'énergie et traitement des gaz d'échappement | Collecte et nettoyage des poussières ; dimensionnement du séchoir en fonction du taux d'humidité. | Directement pertinent |
| cristallisation hydrosoluble et spéciale | Un autre procédé | Gestion de la saumure et de la liqueur-mère | Limité ; hors du champ d'application typique de la granulation en tambour |
Pour les produits granulaires dans un environnement chaud, sec et poussiéreux, les questions de conception sont spécifiques :
- Il est essentiel de déterminer la quantité d'eau ou de vapeur nécessaire à l'étape de granulation, ainsi que son interaction avec la gestion du recyclage. Le taux de recyclage et la charge en circulation dépendent de la formulation et des performances de tamisage ; ils sont donc définis lors de la conception de l'installation.
- Quelle doit être la capacité du sèche-linge en fonction du taux d'humidité ?.
- Comment le refroidisseur réagit aux températures ambiantes élevées.
- Comment capturer la poussière sans augmenter inutilement la demande en eau.
Voici les domaines d'activité de Ceylan Machine & Process : granulation par tambour rotatif et par cuve, séchoirs à tambour rotatif, refroidisseurs, tamisage et réduction de taille, et systèmes de dosage et de mélange pour les lignes NPK. Ces équipements ne constituent pas le principal facteur influençant l'empreinte hydrique d'une usine. En revanche, ce sont les choix de l'usine, adaptés aux contraintes du site, qui déterminent si le produit répond aux spécifications sans retouches inutiles.
Nos pages dédiées au marché montrent comment ces questions s'appliquent dans chaque pays : Arabie Saoudite, Émirats arabes unis, Irak et Jordanie, avec un aperçu de notre page Moyen-Orient.
