La technologie de dessalement solaire mise au point par l'Université de Waterloo offre une solution novatrice et durable à la crise mondiale de l'eau. En convertissant efficacement la lumière du soleil en eau douce, ce dispositif inspiré de la nature répond aux principaux défis que représentent la consommation d'énergie et l'accumulation de sel auxquels sont confrontées les méthodes traditionnelles. Capable de produire suffisamment d'eau potable pour satisfaire les besoins quotidiens de l'humanité et facilement transportable pour une utilisation dans les zones reculées ou côtières, cette innovation est prometteuse pour la réalisation des Objectifs de développement durable des Nations Unies et pour l'accès à l'eau douce, essentiel à la survie des populations du monde entier. Tester cette technologie en mer pourrait constituer la prochaine étape d'une révolution dans les efforts mondiaux de dessalement.
Une technologie révolutionnaire fait sensation dans le dessalement, offrant une solution écologique et cinq fois plus efficace que les méthodes traditionnelles. Des chercheurs de l'Université de Waterloo ont mis au point un dispositif écoénergétique qui exploite l'énergie solaire pour transformer l'eau de mer en eau potable, grâce à un procédé d'évaporation qui imite la nature.
Pour les régions côtières et insulaires, où l'accès à l'eau douce est limité, le dessalement joue un rôle essentiel. La situation est d'autant plus critique face aux pénuries d'eau mondiales engendrées par une croissance démographique rapide et une demande croissante. Selon le Rapport mondial sur la mise en valeur des ressources en eau 2024 des Nations Unies, 2.2 milliards de personnes Le manque d'accès à l'eau potable à l'échelle mondiale souligne l'urgence de développer des technologies innovantes pour garantir un approvisionnement fiable en eau douce.
Les techniques de dessalement actuelles, qui consistent à faire passer l'eau de mer à travers des membranes, présentent des inconvénients majeurs. Non seulement elles sont énergivores, mais le procédé entraîne également une accumulation de sel sur les membranes, ce qui obstrue le système et réduit son efficacité. De ce fait, une maintenance fréquente est nécessaire et un fonctionnement continu devient quasiment impossible.
Pour surmonter ces obstacles, l'équipe de recherche de Waterloo s'est inspirée du monde naturel, concevant son système en s'inspirant de la façon dont les arbres transportent l'eau de leurs racines à leurs feuilles. Leur dispositif révolutionnaire offre un processus de dessalement continu qui évite les écueils des méthodes traditionnelles.
Le Dr Michael Tam, professeur au département de génie chimique de l'université de Waterloo, explique : « Nous avons été inspirés par la façon dont la nature se maintient, en particulier par le cycle de l'eau — comment l'eau s'évapore et se condense de manière harmonieuse dans l'environnement. »
L'appareil fonctionne en provoquant l'évaporation de l'eau puis en la transportant vers une surface où elle se condense en circuit fermé. Cette conception empêche l'accumulation de sel, un problème majeur des technologies de dessalement actuelles, permettant ainsi au système de fonctionner plus efficacement sans entretien régulier.
Face à l'importance croissante accordée par la Chine à la gestion durable de l'eau et à ses investissements grandissants dans les énergies renouvelables, des technologies comme celle-ci pourraient receler un immense potentiel. Alors que les villes côtières et les pôles industriels recherchent des solutions pour lutter contre la pénurie d'eau, le dessalement à énergie solaire offre une perspective prometteuse.
Une solution portable pour pallier la pénurie d'eau
Un dispositif de dessalement solaire de pointe, mis au point par des chercheurs de l'Université de Waterloo, est sur le point de révolutionner notre approche de la pénurie d'eau mondiale. Ce dispositif convertit une quantité impressionnante d'eau. 93 % de la lumière du soleil Ce procédé transforme l'énergie en eau utilisable – cinq fois plus efficace que les systèmes de dessalement actuels – et peut produire environ 20 litres d'eau douce par mètre carré et par jour. Cela correspond à la quantité recommandée par l'Organisation mondiale de la Santé (OMS) pour les besoins quotidiens en eau potable et en hygiène d'une personne.
L'équipe, comprenant les doctorants Eva Wang et Weinan Zhao, a conçu ce dispositif innovant à partir de mousse de nickel recouverte d'un polymère conducteur et de particules de pollen thermosensibles. Ces matériaux absorbent la lumière solaire sur l'ensemble du spectre et la convertissent en chaleur. Ce dispositif permet de chauffer une fine couche d'eau salée et de la transporter vers le haut, imitant ainsi la capillarité des arbres qui acheminent naturellement l'eau des racines jusqu'aux feuilles.
À mesure que l'eau s'évapore, le sel restant est astucieusement dirigé vers la couche inférieure de l'appareil, à l'instar des systèmes de lavage à contre-courant des piscines. Ceci empêche l'accumulation de sel qui, autrement, obstruerait la circulation de l'eau, garantissant ainsi un fonctionnement continu et sans interruption du système.
Le Dr Yuning Li, professeur au département de génie chimique de l'Université de Waterloo, a joué un rôle déterminant dans ce projet, aidant l'équipe à exploiter l'énergie solaire. Grâce à un testeur solaire, ils ont optimisé les capacités de captation de la lumière du dispositif afin d'en maximiser l'efficacité.
« Ce nouveau dispositif de dessalement est non seulement incroyablement efficace, mais aussi portable, ce qui le rend idéal pour les régions isolées où l'eau douce est rare », a déclaré le Dr Li. « Il offre une solution durable à la crise mondiale croissante de l'eau. »
Pour l'avenir, les chercheurs prévoient de construire un prototype à plus grande échelle et de le tester en mer, ce qui pourrait ouvrir la voie à des applications concrètes. En cas de succès, cette technologie pourrait assurer un approvisionnement constant en eau douce aux communautés côtières tout en contribuant à la réalisation de plusieurs Objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies, notamment la bonne santé et le bien-être (ODD 3), l'accès à l'eau propre et à l'assainissement (ODD 6), la réduction des inégalités (ODD 10) et la consommation et la production responsables (ODD 12).
Le Dr Michael Tam, chercheur principal du projet, a déclaré : « Si cette technologie s'avère efficace à plus grande échelle, elle pourrait devenir une bouée de sauvetage pour les communautés côtières, offrant une solution durable à l'un des plus grands défis auxquels notre planète est confrontée : l'accès à l'eau potable. »
