Filets anti-buée : le système qui récupère et purifie l'eau

Des chercheurs de l'Université polytechnique de Zurich ont développé une nouvelle méthode de capture et de décantation du H20 extrait des brouillards

Purification de l'eau collectée dans le brouillard: l'étude en Suisse
Des chercheurs de l'ETH Zurich ont développé un système innovant qui collecte et purifie l'eau extraite du brouillard (Photo : ETH Zurich/Adobe Stock/Montage)

Dans certaines régions du monde naturellement brumeuses et éloignées des sources d'eau, comme à l'intérieur du Pérou, de la Bolivie, du Chili et du Maroc, il n'est pas rare que les gens accrochent des filets à l'extérieur pour attraper des poissons. petites gouttelettes d'eau qui forment la brume.

Le problème de cette technique est-ce leeau récupérée du brouillard de cette manière, il peut intégrer bon nombre des substances polluantes présente dans l'atmosphère : la conséquence est que dans certaines régions, malgré des centaines de litres collectés chaque jour, l'eau extraite du brouillard n'est pas suffisamment propre pour être bue ou utilisée en cuisine.

Les chercheurs du Institut polytechnique fédéral de Zurich ont donc développé une méthode qui permet de produire de l'eau propre, voire potable, à partir de la technique du filet anti-buée : le nouveau système combine une seule technologie la collection et le purification de l'eau pris dans les filets.

Conférence de l'ONU pour adopter un programme d'action sur l'eau
L'empreinte chimique du cacao : une belle découverte pour le chocolat

Collecte et purification de l'eau extraite du brouillard
La technologie des filets anti-buée, qui exploite la condensation naturelle de l'eau, est très ancienne : les premiers systèmes collectaient l'eau des plantes (Photo : Envato)

Filets de capture de brouillard : une technologie ancienne mais renouvelée

Les premiers systèmes pour capturer les gouttelettes d'eau du brouillard ils remontent à l'époque précolombienne : la première méthode connue pour récupérer l'eau du brouillard par condensation consistait à placer des récipients sous les branches de certains arbres. Les premières traces de ce système de collecte remontent aux années de l'Empire Inca.

En 1969, le technologie avait déjà évolué vers Réseaux de 100 mètres carrés capable d'alimenter en eau toute une base militaire : elle s'est déroulée en Afrique du Sud, et le système de réseau a permis de produire environ 11 litres d'eau par jour.

Aujourd'hui, les projets de collecte d'eau via les réseaux (métallique, bambou ou autres matériaux) sont répandus dans le monde entier et contribuent de manière significative à répondre aux besoins en eau des villes et des agglomérations qui ne disposent pas de accès aux sources d'eau d'un autre type.

Dans des pays comme Pérou, Bolivie et Chili il n'est pas rare que les gens accrochent des filets pour attraper des gouttelettes d'eau, et la même chose se produit dans l'arrière-pays du pays. Maroc et autres pays chauds : en format maison ou plus structuré, la technologie est connue et appréciée un peu partout.

En utilisant un filet anti-buée mesurant seulement quelques mètres carrés, jusqu'à des centaines de litres d'eau peuvent être collectés par jour, qui peuvent être utilisés pour la lessive et, lorsque les conditions le permettent, pour la cuisine.

Le problème de ce système est en effet que l’eau collectée n’est pas toujours suffisamment propre pour être considérée comme potable.

Penser l'eau, c'est penser à l'avenir : mieux la préserver et la gérer
Le Big 100 de la chimie et les défis de l'économie mondiale

Boire de l'eau du brouillard, le projet suisse
Une scène très brumeuse près de la ville de Xingping, en Chine : selon les chercheurs de l'ETH, le brouillard et la vapeur sont des ressources en eau très sous-utilisées (Photo : Envato)

La purification de l'eau captée par le météore laiteux

Un inconvénient majeur de cette méthode collecte d'eau è l'impact de la pollution atmosphérique sur la qualité de l'eau : les substances dangereuses dispersées dans l'environnement finissent également dans les gouttelettes piégées par les filets.

Dans de nombreuses grandes villes du monde, l'air est tellement pollué que l'eau s'accumule dans le brouillard. Ce n'est pas assez propre à boire ou à utiliser en cuisine sans être traité au préalable. L'étude menée par les chercheurs de Institut polytechnique fédéral de Zurich a été créé précisément pour répondre à cette problématique critique.

Grâce à un revêtement particulier à base de polymères et dioxyde de titane, le réseau de captage de brouillard développé par des chercheurs de l'université suisse parvient à collecter et purifier simultanément l'eau.

La technologie di purification de l'eau est basé sur chimie: le dioxyde de titane, expliquent les chercheurs, agit comme catalyseur chimique en dégradant les molécules des différents polluants organiques présents dans l'eau, qui deviennent ainsi inoffensives.

"Notre système collecte non seulement le brouillard mais traite également l'eau collectée»Dit Ritwick Ghosh»ce qui signifie qu'il peut être utilisé dans des zones où l'air est pollué, comme les centres urbains densément peuplés». Le scientifique, originaire de l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères de Mayence, a mené ce projet lors d'un séjour prolongé à l'ETH Zurich.

Un tout nouveau drone pour des transitions ultra-rapides entre l'air et l'eau
Le Saint Graal de la chimie verte : des produits fluorés sans toxicité

Récupérer l’eau purifiée du brouillard : l’expérience en Suisse
Les polymères et le dioxyde de titane permettent de collecter et de purifier l'eau présente dans le brouillard (Photo : Envato)

Des polymères et des nanoparticules pour purifier l'H20 qui vient du ciel

"Le cœur de notre projet», lit-on dans learticle publié dans Nature, "c'est un grillage recouvert de nanoparticules de dioxyde de titane anatase noyé dans une matrice polymère ».

Autrement dit, le système développé par les chercheurs de École polytechnique de Zurich se compose d'un treillis à mailles étroites de fil métallique, recouvert d'un mélange de polymères spécialement sélectionnés et le dioxyde de titane, un pigment minéral largement utilisé pour la fabrication de cosmétiques.

"Une fois activée par la lumière du soleil, la couche photoactive de dioxyde de titane décompose les molécules organiques telles que le diesel, même en l'absence de lumière du soleil.», expliquent les chercheurs : le seul énergie nécessaire de cet ingénieux système est un dose faible et régulière de rayons UV.

Lors de tests en extérieur, lit-on dans l’étude, l’appareil montre «une efficacité de traitement de l’eau supérieure à 85 pour cent» : celle proposée par les scientifiques de l'ETH est donc une solution très efficace, qui pourrait permettre à des communautés entières de s'attaquer le problème de la pénurie d'eau sans avoir recours à la combustion ou à d’autres sources d’énergie.

Une roue à eau médiévale pour recréer la biodiversité
Développement de nouveaux médicaments, bibliothèques enrichies grâce à la chimie

Capter l'eau du brouillard: la nouvelle expérience en Suisse
Des chercheurs suisses ont réussi à collecter 8 pour cent de l'eau contenue dans le brouillard créé artificiellement et à décomposer 94 pour cent des composés organiques qui y avaient été ajoutés (Photo : Envato)

Purification passive de l’eau : la solution ne nécessite pas d’énergie

Le nouveau système deextraction de l'eau du brouillard il a été testé en laboratoire et dans une petite usine pilote à Zurich. Les chercheurs ont pu récupérer le 8 pour cent de l'eau dans le brouillard créé artificiellement et de décomposer 94 pour cent des composés organiques qui ont été ajoutés, notamment le diesel et le produit chimique bisphénol A, réputés dangereux pour la santé.

En plus de collecter l'eau potable du brouillard, ce système pourrait également être utilisé de manière rentable pour récupérer l'eau utilisée dans les tours de refroidissement. "Aux États-Unis, où je vis, nous utilisons une grande quantité d’eau douce pour refroidir les centrales électriques»Dit Thomas Schutzius, alors responsable du projet ETH et aujourd'hui professeur à l'Université de Californie à Berkeley.

Comme l'explique le professeur, «il serait judicieux de capter une partie de cette eau avant qu'elle ne s'échappe et de s'assurer qu'elle est pure au cas où vous souhaiteriez la restituer dans l'environnement». Les recherches antérieures de Ghosh, premier auteur de l'étude, s'étaient concentrées précisément sur récupération de l'eau des tours de refroidissement.

Cette nouvelle technologie ouvre cependant des possibilités bien plus larges : une fois installé, ce système ne nécessite ni entretien ni énergie. Grâce à une propriété connue sous le nom mémoire catalytique, une demi-heure d'ensoleillement suffit pour activer l'oxyde de titane pendant 24 heures, qui reste actif même dans l'obscurité.

Le nouveau système se présente donc comme une solution économique et rationnelle non seulement pour remédier à la pénurie d’eau potable dans les zones rurales et les villes du monde entier, mais aussi pour développer le potentiel de collecter l'eau du brouillard, un bassin sous-estimé qui pourrait également impliquer de grandes industries.

En Suisse a créé une batterie en papier avec interrupteur à eau
Les surprises de la chimie : ainsi les déchets plastiques deviennent du savon

L'eau potable du brouillard: l'étude de l'École polytechnique de Zurich
Collecte et purification de l'eau extraite du brouillard : le nouveau système à base de polymères et de dioxyde de titane (Photo : Envato)