Des chercheurs de Michigan ont développé une technologie innovante qui permet de transformer l’eau de mer en eau potable sans recours massifs à des produits chimiques, offrant ainsi une solution potentiellement durable à la crise de l’eau en cours.
Des chercheurs du Michigan élaborent une nouvelle technologie de purification de l’eau qui transforme l’eau de mer en eau potable sans recourir massivement à des produits chimiques.
La purification de l’eau de mer à bas prix était le Saint Graal
La dessalinisation de l’eau de mer fait un pas significatif vers la durabilité environnementale et la réduction des coûts grâce à une technologie innovante développée par des ingénieurs des universités du Michigan et de Rice.
Cette avancée, qui remplace les coûteux produits chimiques par des électrodes en carbone, promet de rendre l’eau potable à partir de l’eau de mer plus accessible, répondant ainsi à la crise mondiale croissante de l’eau.
Elimination efficace du bore : un polluant essentiel
Le bore, un composant naturel de l’eau de mer, peut devenir un polluant toxique s’il n’est pas correctement éliminé lors du processus de dessalinisation.
Les niveaux de bore dans l’eau de mer sont jusqu’à deux fois supérieurs à la limite la plus permissive de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) pour l’eau potable et cinq à douze fois supérieurs aux niveaux tolérables pour l’agriculture.
Traditionnellement, les installations de dessalinisation utilisent des membranes d’osmose inverse, qui sont efficaces pour éliminer les sels électriquement chargés, mais ne parviennent pas à éliminer efficacement le bore sous forme neutre d’acide borique.
Cela nécessite des traitements supplémentaires impliquant l’ajout de bases et d’acides, ce qui augmente les coûts et l’impact environnemental.
Jovan Kamcev, professeur d’ingénierie chimique et de sciences et ingénierie macromoléculaires à l’U-M, place une membrane filtrante entre deux électrodes, qui mesurent la capacité de la membrane à conduire l’électricité. Image : Marcin Szczepanski.
La dessalinisation de l’eau de mer bénéficie d’une solution innovante : électrodes en carbone
La nouvelle technologie remplace ces traitements chimiques coûteux par des électrodes en carbone dotées de structures capables de capturer spécifiquement le bore. Ces électrodes utilisent des pores recouverts d’agglomérats contenant de l’oxygène qui peuvent lier sélectivement le bore tout en permettant le passage d’autres ions présents dans l’eau de mer.
Cette méthode réduit l’utilisation de produits chimiques et l’énergie nécessaire, offrant une alternative durable.
Pour charger négativement le bore et faciliter sa capture, les électrodes génèrent des ions hydroxydes (OH⁻) par un processus d’électrolyse de l’eau.
Dès que le bore est capturé, les ions d’hydrogène (H⁺) et les hydroxydes se recombinent, résultant en de l’eau purifiée sans résidus chimiques supplémentaires.
Cette approche élimine la nécessité de phases supplémentaires d’osmose inverse, réduisant encore les coûts opérationnels.
Impact économique et environnemental
L’application de cette technologie pourrait réduire les coûts de traitement de l’eau jusqu’à 15 %, soit environ 0,20 dollar (environ 19 euros) par mètre cube d’eau traitée.
Cela représente une économie mondiale pouvant atteindre 6,9 milliards de dollars (environ 6,6 milliards d’euros) par an, en tenant compte de la capacité mondiale de dessalinisation de 95 millions de mètres cubes par jour en 2019.
Plateforme adaptable pour le traitement d’autres polluants
La polyvalence de cette technologie ne se limite pas au bore. Selon l’étude publiée dans la revue Nature Water, les groupes fonctionnels des électrodes peuvent être modifiés pour capturer d’autres contaminants, tels que l’arsenic, les transformant en formes facilement éliminables.
Cette approche a le potentiel de révolutionner le traitement de l’eau pour diverses applications, allant de la consommation humaine à l’irrigation agricole.
Avec la demande mondiale en eau douce prévue pour dépasser l’offre disponible de 40 % d’ici 2030, cette technologie représente un progrès crucial face à la crise mondiale de l’eau.
Sa capacité à minimiser les coûts, réduire l’utilisation de produits chimiques et accroître la durabilité environnementale positionne la dessalinisation comme une solution viable et accessible, face aux défis actuels et futurs liés à l’eau.