Un système de dessalement peu coûteux alimenté par l’énergie solaire
On estime que les deux tiers de l’humanité sont touchés par des pénuries d’eau, et de nombreuses régions du monde en développement sont également confrontées à un manque d’électricité fiable.
Un système de dessalement efficace et peu coûteux
De nombreux efforts de recherche ont donc porté sur les moyens de dessaler l’eau de mer ou l’eau saumâtre en utilisant uniquement la chaleur solaire. Cependant, bon nombre de ces efforts se sont heurtés à des problèmes d’encrassement des équipements causés par l’accumulation de sel, ce qui ajoute souvent une complexité et des coûts.
Maintenant, une équipe de chercheurs du MIT et de Chine a trouvé une solution au problème de l’accumulation de sel et, ce faisant, a mis au point un système de dessalement à la fois plus efficace et moins coûteux que les méthodes de dessalement solaire précédentes.
Ce procédé pourrait également être utilisé pour traiter les eaux usées contaminées ou pour générer de la vapeur afin de stériliser les instruments médicaux, le tout sans nécessiter d’autre source d’énergie que la lumière du Soleil.
De nombreuses tentatives de systèmes de dessalement solaire reposent sur une sorte de mèche pour aspirer l’eau salée à travers le dispositif, mais ces mèches sont vulnérables à l’accumulation de sel et relativement difficiles à nettoyer. L’équipe a donc voulu développer un système sans mèche.
Un matériau perforé avec des trous de 2,5 millimètres
Le résultat est un système en couches, avec un matériau sombre au sommet pour absorber la chaleur du soleil, puis une fine couche d’eau au-dessus d’une couche de matériau perforé, le tout reposant sur un réservoir profond d’eau salée tel qu’un réservoir ou un étang.
Après des calculs et des expériences minutieux, les chercheurs ont déterminé la taille optimale des trous percés dans du matériau perforé, qui, dans leurs tests, était en polyuréthane. D’un diamètre de 2,5 millimètres, ces trous peuvent être facilement réalisés à l’aide de jets d’eau courants.
Les trous sont suffisamment grands pour permettre une circulation convective naturelle entre la couche d’eau supérieure, plus chaude, et le réservoir inférieur, plus froid. Cette circulation entraîne naturellement le sel de la fine couche supérieure vers le bas, dans la masse d’eau beaucoup plus importante située en dessous, où il est bien dilué et ne pose plus de problème. « Cela nous permet d’atteindre des performances élevées tout en empêchant l’accumulation de sel », explique M. Evelyn Wang, professeur d’ingénierie.
Une voie prometteuse et efficace pour le dessalement
Cette nouvelle approche « offre une voie prometteuse et efficace pour le dessalement des solutions à forte salinité, et pourrait changer la donne en matière de dessalement de l’eau solaire », déclare Hadi Ghasemi, professeur de génie chimique et biomoléculaire à l’université de Houston, qui n’a pas été associé à ces travaux. « D’autres travaux sont nécessaires pour évaluer ce concept dans des environnements plus vastes et sur de longues périodes », ajoute-t-il.
Jusqu’à présent, l’équipe a prouvé le concept en utilisant de petits dispositifs de paillasse. La prochaine étape consistera donc à passer à l’échelle supérieure pour obtenir des dispositifs qui pourraient avoir des applications pratiques. D’après leurs calculs, un système ne comportant qu’un mètre carré de surface de collecte devrait suffire à répondre aux besoins quotidiens d’une famille en eau potable. Selon Lenan Zhang, ils ont calculé que les matériaux nécessaires à la fabrication d’un dispositif d’un mètre carré ne coûteraient qu’environ 4 dollars.
Il est très stable
Leur appareil d’essai a fonctionné pendant une semaine sans aucun signe d’accumulation de sel, affirme Xiangyu Li. Et le dispositif est remarquablement stable. « Même si nous appliquons une perturbation extrême, comme des vagues sur l’eau de mer ou le lac », où un tel dispositif pourrait être installé comme une plate-forme flottante, « il peut revenir à sa position d’équilibre initiale très rapidement », dit-il.
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : MIT
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