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Le MIT transforme l'air du désert en eau potable
Bon, on dirait que le MIT vient de transformer une scène de science-fiction en réalité. En effet, ces derniers ont créé un panneau de la taille d’une fenêtre qui transforme l’air du désert en eau potable. Pas besoin d’électricité, pas de filtres, juste de l’air et un peu de soleil, et ça marche même dans la Vallée de la Mort, l’endroit le plus sec d’Amérique du Nord.
Le dispositif ressemble à un panneau noir vertical encadré de verre, un peu comme une fenêtre high-tech. Mais derrière cette apparence simple se cache une technologie fascinante, un hydrogel qui imite l’art de l’origami. Ce matériau forme de petites structures en dôme qui ressemblent à du papier bulle noir. Quand l’hydrogel absorbe la vapeur d’eau de l’air, ces dômes gonflent. Quand l’eau s’évapore pour être collectée, ils se rétractent dans un mouvement gracieux digne d’un pliage japonais.
L’équipe du professeur Xuanhe Zhao a publié ses résultats dans Nature Water le 11 juin dernier. Ils ont testé leur invention pendant une semaine complète en novembre 2023 dans la Vallée de la Mort, en Californie. Même avec une humidité relative de seulement 21%, le dispositif a réussi à produire entre 57 et 161,5 millilitres d’eau potable par jour. Pour vous donner une idée, c’est environ deux tiers d’un verre d’eau extrait de l’air le plus sec d’Amérique du Nord.
La nuit, quand l’humidité est au maximum dans le désert (ce qui reste très faible), l’hydrogel absorbe la vapeur d’eau grâce aux sels de lithium qu’il contient. Le jour, le soleil chauffe le panneau et fait évaporer l’eau capturée. Cette vapeur se condense ensuite sur les parois en verre refroidies et s’écoule dans un tube de collecte. De l’eau pure, prête à boire.
Ce qui rend cette invention particulièrement astucieuse, c’est la résolution d’un problème majeur de technologies similaires : la contamination par le sel. Normalement, les sels de lithium utilisés pour absorber l’humidité se retrouvent dans l’eau collectée, la rendant impropre à la consommation. L’équipe du MIT a ajouté du glycérol dans leur hydrogel, un composé qui stabilise le sel et l’empêche de s’échapper. Résultat, leur eau contient moins de 0,06 ppm de lithium, bien en dessous du seuil de sécurité établi par l’US Geological Survey.
La structure en dômes n’est pas qu’esthétique car elle augmente considérablement la surface d’absorption par rapport à une feuille plate. Plus de surface = plus de vapeur capturée = plus d’eau produite. Et contrairement aux matériaux MOF (Metal-Organic Frameworks) qui dominent actuellement ce secteur, l’hydrogel du MIT n’a pas de pores à l’échelle nanométrique qui pourraient laisser passer les contaminants.
L’avantage énorme de ce système, c’est qu’il fonctionne de manière complètement passive. Pas de panneaux solaires, pas de batteries, pas de raccordement électrique. Juste le cycle naturel jour/nuit et la chaleur du soleil. Dans un monde où 2,2 milliards de personnes n’ont pas accès à l’eau potable et où 46 millions d’Américains vivent dans l’insécurité hydrique, cette approche pourrait être déterminante.
L’équipe imagine déjà des déploiements à plus grande échelle. Plusieurs panneaux disposés en parallèle pourraient alimenter un foyer entier en eau potable, même dans les environnements les plus arides. Et contrairement aux systèmes de désalinisation ou aux puits, cette technologie peut fonctionner n’importe où, du moment qu’il y a de l’air.
Evidemment, 160 millilitres par jour, c’est encore loin des besoins d’une famille. Mais c’est un prototype d’un demi-mètre carré testé dans des conditions extrêmes. Les chercheurs travaillent déjà sur une deuxième génération de matériau avec des propriétés améliorées et un design multi-panneaux. Ils estiment qu’un petit réseau de ces dispositifs pourrait subvenir aux besoins en eau potable d’un ménage.
Avec le changement climatique qui aggrave les sécheresses et la désertification, des technologies comme celle-ci pourraient littéralement sauver des vies. Et le fait qu’elle ne nécessite aucune infrastructure électrique la rend accessible aux régions les plus reculées de la planète.
Chang Liu, l’auteur principal de l’étude et aujourd’hui professeur assistant à l’Université nationale de Singapour, voit déjà plus loin : “C’est juste une preuve de concept, et il y a beaucoup de choses qu’on peut optimiser. Par exemple, on pourrait avoir un design multi-panneaux. Et on travaille sur une nouvelle génération du matériau pour améliorer encore ses propriétés intrinsèques.”
Bref, cette innovation du MIT pourrait bien marquer le début d’une nouvelle ère dans l’accès à l’eau potable. Transformer l’air en eau, c’était de la science-fiction il y a encore quelques années et aujourd’hui, c’est une réalité testée et validée dans le désert le plus hostile d’Amérique.
Et demain ? Peut-être dans votre jardin.
Source : MIT News
