Des scientifiques ont trouvé un moyen d’obtenir de l’eau douce, à partir de l’eau salée, en s’appuyant uniquement sur l’énergie solaire. Cette nouvelle découverte pourrait être une percée majeure dans le domaine des techniques de dessalement.

Actuellement, le sel est éliminé de l’eau dans des usines de dessalement coûteuses et qui utilisent beaucoup d’énergie. Il en existe plus de 18’000 à travers 150 pays. Ces usines font littéralement bouillir l’eau salée, dont les vapeurs sont ensuite capturées et condensées afin d’en produire de l’eau douce. Pour faire bouillir l’eau, une quantité énorme de chaleur est nécessaire, et elle représente la moitié du coût d’une usine de ce type en termes de besoins énergétiques.

L’étude a été menée par le Center for Nanotechnology Enabled Water Treatment (NEWT) à l’Université de Rice au Texas, aux États-Unis.

« Le dessalement solaire direct pourrait changer les règles du jeu pour environ 1 milliard de personnes qui n’ont pas accès à l’eau potable », a déclaré un scientifique de l’Université de Rice et expert en traitement de l’eau, Qilin Li, auteur correspondant de l’étude. « Cette technologie hors-réseau est capable de fournir suffisamment d’eau propre pour une utilisation familiale (…) et elle peut être mise à l’échelle pour fournir de l’eau aux communautés plus grandes », ajoute-t-il.

Leur technique implique ce qui s’appelle la distillation membranaire. L’eau salée chaude, s’écoule le long d’un côté d’une membrane poreuse, et de l’eau douce froide, s’écoule de l’autre côté. Ce qui en résulte est que la vapeur d’eau est transférée du côté chaud vers le côté froid. Cependant, bien que les coûts en énergie soient moins élevés, l’utilisation continue de la chaleur signifie qu’ils sont encore très importants.

Cependant, la technologie développée au centre NEWT est beaucoup plus efficace que cela. Cette dernière utilise des nanoparticules spécialement prévues à cet effet, qui peuvent convertir la lumière du soleil en chaleur. En ajoutant ces nanoparticules à la membrane, cela signifie qu’elle peut se réchauffer par elle-même, et donc des grandes quantités d’énergie ne sont pas nécessaires pour chauffer l’eau. Ce procédé, ou plutôt cette technique, est appelée « distillation membranaire solaire activée par la nanophotonique », ou NESMD (pour l’anglais de nanophotonics-enabled solar membrane distillation).

Cet essai (à grande échelle) de la technologie de dessalement solaire direct de NEWT, utilise des nanoparticules de carbone qui convertissent jusqu’à 80% de l’énergie solaire en chaleur. Les résultats ont démontré que cette technologie peut produire jusqu’à six litres d’eau douce par heure et par mètre carré de membrane solaire. Crédits : Jeff Fitlow/Rice University

Lors d’une expérience visant à prouver le concept, l’équipe a utilisé une chambre NESMD faisant la taille de trois timbres postaux, pour quelques millimètres d’épaisseur : ils ont réussi à obtenir un taux de production d’eau douce d’environ 6 litres par mètre carré et par heure, à partir de leur installation.

Le but de l’équipe est de faire en sorte que les gens puissent acquérir des panneaux se basant sur cette technologie (le nombre de panneaux dépendrait de leurs besoins quotidiens en eau).

« Selon le taux de production d’eau dont vous avez besoin, vous pouvez calculer la superficie de la membrane nécessaire », explique Li. « Par exemple, si vous avez besoin de 20 litres d’eau par heure, et que les panneaux produisent 6 litres par heure et par mètre carré, vous pouvez commander un peu plus de 3 mètres carrés de panneaux », a conclu Li.

La nouvelle recherche a été publiée dans le Proceedings of the National Academy of Sciences et pourrait bien changer la donne dans le domaine des techniques de dessalement de l’eau !

Sources : Proceedings of the National Academy of SciencesRice University

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