Les ingénieurs du MIT ont conçu un système de désalinisation alimenté par l’énergie solaire, révolutionnant ainsi le traitement de l’eau durable. Sans nécessiter de batteries, cette innovation permet une régulation adaptative, offrant jusqu’à 5 000 litres d’eau propre par jour, même dans des zones dépourvues d’infrastructures électriques fiables.
Les ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont créé un nouveau système de désalinisation qui utilise la puissance du soleil sans nécessiter de batteries de secours.
Ce système, conçu par une équipe dirigée par le professeur Amos Winter, fonctionne en harmonie avec les rythmes naturels du soleil. À mesure que la lumière du jour augmente, le processus de désalinisation s’intensifie, et lorsqu’un nuage passe, il ajuste automatiquement sa production.
Cette réactivité s’accompagne d’une efficacité remarquable, la technologie exploitant en moyenne plus de 94 % de l’énergie électrique produite par ses panneaux solaires. La production du prototype est également impressionnante, atteignant jusqu’à 5 000 litres d’eau propre par jour.
Peut-être le plus notable, ce système fonctionne sans nécessiter de batteries, le distinguant ainsi des systèmes de désalinisation conventionnels qui reposent généralement sur le stockage d’énergie.
« Les technologies de désalinisation conventionnelles nécessitent une alimentation stable et requièrent des batteries pour lisser une source d’énergie variable comme le solaire. En variant continuellement la consommation d’énergie en synchronisation avec le soleil, notre technologie utilise directement et efficacement l’énergie solaire pour produire de l’eau », a déclaré Winter, professeur Germeshausen de génie mécanique et directeur du K. Lisa Yang Global Engineering and Research (GEAR) Center au MIT.
L’invention de l’équipe du MIT s’appuie sur l’électrodialyse, une méthode qui utilise un champ électrique pour éliminer les ions de sel de l’eau. Le système se compose de pompes à eau, d’un empilement de membranes échangeuses d’ions et d’un ensemble de dalle solaires.
Ce qui le distingue est sa stratégie de contrôle, appelée « contrôle du courant commandé par le débit ». Le système peut ajuster dynamiquement son taux de désalinisation plusieurs fois par seconde, généralement entre trois et cinq mises à jour chaque seconde. Lorsque le système détecte un excès de puissance disponible, il augmente le débit d’eau pompé à travers les empilages d’électrodialyse. Dans le même temps, il redirige l’excès d’énergie solaire pour accroître le courant électrique dans l’empilement.
Les ingénieurs du MIT ont testé leur invention dans des conditions réelles, déployant un prototype à l’échelle communautaire dans des puits d’eau souterraine au Nouveau-Mexique, où il a fonctionné pendant six mois sous des conditions météorologiques variables et avec différents types d’eau. Le prototype a fourni suffisamment d’eau pour une petite communauté d’environ 3 000 personnes.
Cette technologie pourrait révolutionner les communautés intérieures où l’accès à l’eau de mer et à l’alimentation électrique est limité. Elle est particulièrement adaptée pour désaliniser l’eau souterraine saumâtre, qui est plus répandue que les ressources d’eau douce.
« La majorité de la population vit en réalité assez loin de la côte, ce qui fait que la désalinisation de l’eau de mer ne pourrait jamais les atteindre. Ils dépendent donc fortement de l’eau souterraine, en particulier dans les régions éloignées et à faible revenu. Malheureusement, cette eau souterraine devient de plus en plus salée à cause du changement climatique », a déclaré Jonathan Bessette, étudiant en doctorat au MIT en génie mécanique.
L’équipe du MIT prévoit de tester davantage et d’augmenter la capacité du système, dans le but d’approvisionner de plus grandes communautés et même des municipalités entières avec de l’eau potable à faible coût alimentée par le soleil.
Les chercheurs préparent également le lancement d’une entreprise dans les mois à venir dans l’espoir de déployer ces systèmes dans les zones à besoin dans le monde entier.
Le document des chercheurs a été publié dans Nature Water.
Cette recherche a été partiellement soutenue par la National Science Foundation, la Julia Burke Foundation et le MIT Morningside Academy of Design. Veolia Water Technologies and Solutions et Xylem Goulds ont également fourni un support en nature.