Un nouveau système solaire transforme l'eau de mer en eau potable sans déchets nocifs

Selon les Nations Unies, 2,2 milliards de personnes n'ont toujours pas accès à l'eau potable. De nombreuses régions du monde dépendent des usines de dessalement d'eau de mer, mais les méthodes traditionnelles comme l'osmose inverse et la distillation thermique sont extrêmement coûteuses et énergivores. Elles nécessitent également un traitement chimique et génèrent d'énormes quantités de saumure concentrée. Lorsque ce liquide salé est rejeté en mer, il constitue une grave menace pour les écosystèmes marins en raison de l'augmentation de la salinité et de la diminution de l'oxygène.

Une équipe de chercheurs de l'Université de Rochester, dirigée par Chunlei Guo, professeur d'optique et de physique, a mis au point une approche novatrice. Leur système, alimenté à l'énergie solaire, ne nécessite aucun prétraitement chimique et ne produit aucune saumure. Cette technologie repose sur des panneaux solaires spécialement adaptés, composés de métal noir traité par laser femtoseconde. Cette microstructure permet à la surface d'absorber la quasi-totalité du rayonnement solaire tout en « attirant » l'eau. Les lasers présents sur le panneau créent une zone active qui attire une fine couche d'eau de mer à sa surface. Sous l'effet de la chaleur du soleil, l'eau s'évapore et se liquéfie pour former de l'eau potable, tandis que les sels et minéraux dissous migrent automatiquement vers les zones passives du panneau, empêchant ainsi le colmatage du système.

L'innovation majeure réside dans le fait que l'eau de mer, outre le chlorure de sodium, contient du magnésium et du calcium qui, en s'évaporant, forment une croûte dure et dense. Ce processus est similaire à la formation de tartre dans un chauffe-eau. Pour y remédier, les scientifiques ont conçu des micro-rainures dans le métal et exploité un phénomène physique bien connu : l'effet de tache de café. Lorsqu'une goutte de café sèche, elle laisse un anneau sombre de particules concentrées sur les bords. Le système utilise le même principe pour déplacer le sel vers les bords. Cette technologie a été testée avec succès avec de l'eau des océans Pacifique, Atlantique et Indien, la surface se nettoyant complètement d'elle-même.

Au lieu de déchets liquides dangereux pour l'environnement, ce procédé élimine la quasi-totalité des sels sous forme solide. Ces résidus peuvent être transformés en sel de table ou extraits pour obtenir des matières premières précieuses comme le lithium, indispensable à la fabrication des batteries pour véhicules électriques. Bien que le système n'existe actuellement qu'à l'état de prototype, les chercheurs estiment qu'il peut être industrialisé avec succès.