Des chercheurs ont mis au point un système qui utilise une onde de choc électrique pour extraire le sel et d’autres impuretés de l’eau salée ou contaminée. Ils affirment que ce système pourrait être mis à l’échelle pour être utilisé dans des usines de dessalement ou de purification de l’eau, ou pour nettoyer les grandes quantités d’eau sale produites par la fracturation.
Connue sous le nom d'”électrodialyse de choc”, cette technique applique une onde de choc électrique à un flux constant d’eau. Le courant interagit avec les particules de sel chargées, ce qui a pour effet de repousser un flux d’eau salée et de le séparer d’un flux d’eau douce, qui sont ensuite acheminés dans des tuyaux séparés.
Un processus de dessalement bon marché et efficace qui transforme l’eau salée, saumâtre ou contaminée en eau douce et propre changerait le monde d’une manière dont nous ne pouvons que rêver, mais jusqu’à présent, personne n’a été capable de le perfectionner.
L’une des techniques les plus populaires est l’osmose inverse, qui sépare les molécules d’eau des plus grosses particules – par exemple le sel et les impuretés – mais les filtres utilisés se bouchent facilement, ce qui limite la capacité du système. Et faire bouillir les impuretés de l’eau pour la rendre potable semble simple, mais cela demande tellement d’énergie que les scientifiques doivent encore trouver le moyen de le rendre rentable.
Des ingénieurs du MIT ont donc décidé d’adopter une toute nouvelle approche et ont étudié ce qui se passe lorsqu’on mélange l’eau et l’électricité. L’eau salée ou contaminée passe à travers un matériau poreux et bon marché appelé fritte, composé de minuscules particules de verre, de membranes flexibles et d’électrodes. À mesure qu’elle s’écoule, un courant électrique est appliqué à l’eau et interagit avec le sel qu’elle contient.
David L. Chandler explique ce qui se passe ensuite sur le site MIT NEWS :
“Lorsqu’un courant électrique circule dans le système, l’eau salée se divise en régions où la concentration en sel est soit appauvrie, soit enrichie. Lorsque ce courant est augmenté jusqu’à un certain point, il génère une onde de choc entre ces deux zones, divisant nettement les flux et permettant aux régions douces et salées d’être séparées par une simple barrière physique au centre du flux.”
Le système repose sur le même concept que d’autres techniques de dessalement ou de purification de l’eau, mais il présente une différence fondamentale. Dans les systèmes basés sur l’osmose inverse, l’eau sale ou salée passe à travers des membranes spéciales qui capturent les particules de sel et autres impuretés. Dans le système MIT, les membranes sont également utilisées comme barrières pour les contaminants, mais au lieu de passer à travers les membranes, l’eau les traverse.
Cette “séparation sans membrane”, comme l’appelle l’équipe, permet d’éliminer l’énorme problème de l’osmose inverse – lorsque l’accumulation de matières filtrées devient telle qu’elle bloque le système et provoque une dangereuse montée en pression de l’eau.
“Ce processus semble similaire, mais il est fondamentalement différent”, explique l’un des membres de l’équipe, l’ingénieur Martin Bazant. “Le sel n’a pas besoin de pousser à travers quelque chose, [les particules de sel chargées] “se déplacent simplement d’un côté”
Décrivant le nouveau système dans la revue Environmental Science and Technology Letters, l’équipe affirme qu’il peut fonctionner avec un flux continu d’eau contaminée et, bien qu’elle n’ait jusqu’à présent testé son efficacité qu’en laboratoire, elle pense qu’il pourrait être facilement adapté à des projets commerciaux, car il nécessite une infrastructure très réduite. Cela pourrait également signifier que le système pourrait être appliqué à des systèmes portables pour les zones reculées.
“Une application possible serait le nettoyage des grandes quantités d’eaux usées générées par la fracturation hydraulique, ou fracking”, explique Chander à MIT News. “Cette eau contaminée a tendance à être salée, parfois avec des traces d’ions toxiques, donc trouver un moyen pratique et peu coûteux de la nettoyer serait hautement souhaitable.”
Les champs électriques appliqués à l’eau ont une tension relativement élevée, ce qui signifie que le processus pourrait non seulement filtrer la saleté et le sel, mais aussi les bactéries nocives. Cela suggère que le système pourrait être utilisé pour stériliser l’eau contaminée destinée à la consommation.
Mais ce n’est pas la seule nouvelle technique de dessalement prometteuse en cours de développement. Des chercheurs égyptiens ont mis au point un système basé sur le processus de pervaporation, qui peut dessaler de l’eau aussi salée que la mer Rouge. Par ailleurs, des ingénieurs de l’université de l’Illinois ont annoncé au début du mois qu’ils avaient mis au point un matériau permettant à de grands volumes d’eau de traverser des “nanopores” extrêmement minuscules tout en bloquant le sel et d’autres contaminants.