Une équipe de chercheurs a conçu un dispositif capable de transformer l’humidité ambiante en eau potable grâce à l’énergie solaire, proposant une solution pour des contextes n’ayant pas accès à l’eau. Ce système innovant pourrait jouer un rôle crucial dans l’accès à l’eau, même dans des conditions extrêmes.
Des chercheurs australiens et chinois ont développé un dispositif capable de capturer l’humidité présente dans l’air et de la transformer en eau potable grâce à l’énergie solaire. Ce dispositif, une sorte de « tasse » hi-tech, est conçu pour fonctionner même dans des conditions de basse humidité.
Le dispositif qui capte de l’eau dans l’air. Crédit : Shu Shu Zheng / Université RMIT
Ce dispositif innovant et à faible coût capte l’eau dans l’atmosphère en étant simplement exposé à l’air, même dans des environnements où l’humidité est faible. Il fonctionne grâce à une structure complexe qui intègre des cubiques en matériau spongieux, permettant d’accumuler l’humidité pour la convertir en eau liquide grâce à l’énergie solaire. Par ailleurs, le système intègre des filtres pour éliminer les particules polluantes et un mécanisme de refroidissement, garantissant ainsi une eau potable propre et fraîche dans presque toutes les conditions.
Les ingénieurs précisent que ce dispositif pourrait sauver de nombreuses vies dans des situations où l’accès à l’eau potable est limité, comme après une catastrophe naturelle. Son efficacité est supérieure à d’autres systèmes existants, et bien qu’il s’agisse d’un prototype de petite taille capturant quelques millilitres d’eau, il possède le potentiel d’être développé en versions plus grandes, capables de répondre aux besoins d’un plus grand nombre de personnes en cas d’urgence.
Ce projet est dirigé par des chercheurs du Centre pour les atomes et la nanofabrication (CAN) de l’Université RMIT à Melbourne, en collaboration avec plusieurs établissements chinois, notamment l’Université A&F de Zhejiang, le Laboratoire clé de science et de technologie du bois de la province de Zhejiang, l’Institut de technologie de Yancheng, et le Hangzhou Vocational & Technical College de l’Institut d’écologie et de santé.
Coordonné par le Dr Derek Hao, l’équipe a utilisé l’intelligence artificielle pour déterminer le meilleur mélange de matériaux afin de maximiser l’efficacité de la structure filtre. Le cœur du dispositif est fabriqué en bois de balsa, connu pour sa légèreté et sa résistance. Ce matériau spongieux est particulièrement performant pour absorber l’humidité et libérer de l’eau. D’autres composés spécialisés comme le chlorure de lithium, les nanoparticules d’oxyde de fer et les nanotubes de carbone ont également été intégrés pour améliorer ses performances.
Les cubes spongieux et absorbants à la base du dispositif. Crédit : Shu Shu Zheng, Université RMIT
Le dispositif a été testé dans diverses conditions environnementales et a démontré son efficacité même à des températures aussi basses que -20 °C. Il peut extraire de l’eau de l’air à des températures allant jusqu’à 55 °C et dans un large éventail d’humidité. Les résultats ont révélé que le matériau présentait d’excellentes propriétés hygroscopiques, libérant 99,9 % de l’eau stockée après 600 minutes d’exposition à la lumière solaire simulée.
Ce dispositif peut produire plus de 2 millilitres d’eau pour chaque gramme de matériel employé. Lors des tests extérieurs, il a capturé 2,5 millilitres d’eau par gramme la nuit et a libéré la majorité pendant la journée, atteignant une efficacité de collecte de 94 % par jour. À 30 % d’humidité, le dispositif a absorbé environ 0,6 millilitres d’eau par gramme. Ces résultats soulignent son potentiel pour des systèmes de collecte d’eau hors réseau, alimentés par l’énergie solaire.
Nous traitons ici d’un prototype qui nécessite d’être développé en une version plus grande pour être fonctionnel et efficace dans des situations d’urgence. Parmi ses avantages, le bois de balsa est facilement disponible, biodégradable et peu coûteux. De plus, le processus de fabrication avec les autres composants est relativement simple, facilitant ainsi une production de masse. En 2018, des chercheurs de l’Université KAUST en Arabie Saoudite avaient déjà créé un autre dispositif capable de capturer de l’eau dans l’air sec du désert, basé sur des hydrogel contenant du chlorure de calcium. Les résultats de cette nouvelle recherche, intitulée « Développement et caractérisation de nouveaux matériaux composites à base de bois pour la récolte d’eau atmosphérique alimentée par énergie solaire : une approche soutenue par l’intelligence artificielle », ont été publiés dans la revue scientifique Journal of Cleaner Production.