Ce nano-tricot dessale l’eau de mer à 99% en quelques minutes

Général

Par Antoine Gautherie le

Grâce à une membrane révolutionnaire en nanofibres produite par électrofilage, une équipe de recherche coréenne a produit un dispositif de dessalage plus que prometteur.

71% de la surface de la terre est recouverte d'eau salée; l'eau douce directement accessible, elle, représente entre 2 et 3% du volume total. © Pexels - Pixabay

Aujourd’hui, 785 millions d’individus n’ont toujours pas accès à une source d’eau potable propre, d’après l’OMS. Une problématique qui n’est pas nouvelle.

Depuis des décennies déjà, la communauté scientifique cherche sans relâche le meilleur moyen de dessaler une partie des 71% d’eau de mer de notre planète. Il existe déjà des techniques, dont deux principales. La première est thermique : on fait s’évaporer l’eau, avant de la séparer du sel, puis de la recondenser. Mais d’après le Pacific Institute, une institution qui agit en faveur d’un accès universel à l’eau potable, c’est un processus extrêmement énergivore. L’autre option, c’est de filtrer le sel à l’aide d’une membrane. Mais ce procédé présente aussi des inconvénients. En particulier, l’humidification de la membrane qui survient après une certaine durée vient boucher tout le système, et il faut donc  la remplacer.

Cela pourrait changer grâce aux travaux de scientifiques coréens. Les chercheurs de l’Institut de l’Ingénierie Civile et de la Technologie du Bâtiment viennent ainsi viennent de dévoiler un système de désalinisation de l’eau de mer particulièrement efficace. Leur idée : créer une structure très hydrophobe, c’est à dire qui repousse efficacement l’eau; il serait donc quasiment impossible de l’humidifier et de la boucher.

Une illustration de cette membrane capable de séparer l’eau (H2O) du sel (NaCl). © Yun Chul Woo et. al.

Un savant exercice de nano-tricot

Pour empêcher cela, les chercheurs ont eu une idée toute simple : il suffit de transférer l’eau… sans la faire passer par la membrane. Pour résoudre ce qui ressemble à une contradiction, ils ont introduit une part de l’autre technique de désalinisation : l’évaporation. Ils ont conçu leur structure de façon à ce que le maillage soit trop serré pour les molécules d’eau : elles restent donc coincées. Les chercheurs appliquent ensuite une différence de température; l’eau va s’évaporer, et traverser la membrane sous forme de vapeur avant de se recondenser de l’autre côté. Le gaz, incapable de subir cette transformation, reste de l’autre côté et on obtient donc de l’eau douce.

Le dispositif d’électrofilage coaxial, qui a permis de “tricoter” la membrane. © Yun Chul Woo et. al.

Cela implique de produire une structure extrêmement fine et complexe, inatteignable par les moyens traditionnels. Ils ont donc eu recours aux nanomatériaux. Grâce à l’équivalent nanométrique du tricot, l’électrofilage, ils ont pu produire une structure en nanofibres synthétiques, comprenant de l’aérogel de silice avec les propriétés parfaites.

99% de filtration en quelques minutes

Le résultat, c’est un résultat d’une efficacité tout simplement fantastique, autant qualitativement que quantitativement. Leur membrane a atteint un taux de filtration du sel de 99,99%, ce qui est déjà très impressionnant en soi. Mais le plus intéressant, c’est que cette filtration ne prend que quelques minutes, et que la membrane a tenu un mois entier sans sourciller, avec la même efficacité. C’est de loin supérieur à tous les autres types de membranes de désalinisation qui existent actuellement. Un succès plus qu’encourageant, qui fait de cette technique un candidat tout désigné pour s’attaquer aux pénuries d’eau qui pourraient menacer la moitié de la population mondiale dès 2025.

Le papier de recherche est disponible ici.