Une équipe de recherche s’attaque au talon d’Achille du dessalement

Une nouvelle technologie réduit la quantité de produits chimiques et d’énergie nécessaire pour extraire le sel de l’eau de mer. Elle pourrait permettre d’économiser des millions de dollars et rendre le dessalement beaucoup plus accessible.

Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)

Depuis des décennies, les pays arides sans accès à l’eau douce dépendent de la séparation du sel et de l’eau de mer pour obtenir de l’eau douce. Mais les technologies modernes de dessalement sont inabordables (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et consomment de grandes quantités de produits chimiques et d’énergie (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).

Or, une équipe de recherche a trouvé un moyen de réduire cette consommation de produits chimiques et d’énergie. À l’aide de nouvelles électrodes en tissu de carbone, ses membres affirment pouvoir éliminer efficacement le bore, un contaminant courant présent dans l’eau de mer. Il n’est donc plus nécessaire de procéder au traitement supplémentaire après dessalement qu’exigent les usines actuelles pour éliminer le bore, traitement qui augmente les coûts et nécessite des produits chimiques.

« Notre dispositif réduit les besoins en produits chimiques et en énergie du dessalement de l’eau de mer, ce qui améliore considérablement la durabilité environnementale et diminue les coûts jusqu’à 15 %, soit environ 20 cents par mètre cube d’eau traitée », affirme Weiyi Pan, chercheur postdoctoral à l’Université Rice, dans un communiqué de presse.

Cette technique pourrait permettre aux grandes usines de dessalement d’économiser des millions de dollars par an. Weiyi Pan et ses collègues de l’Université Rice et de l’Université du Michigan ont présenté leur nouvelle technologie dans la revue Nature Water (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).

Le coût des usines de dessalement modernes les a cantonnées aux pays riches du Moyen-Orient, tels que l’Arabie saoudite et les Émirats arabes unis. Ces usines s’appuient principalement sur une technologie appelée l’osmose inverse, qui consiste à filtrer le sel de l’eau de mer à l’aide de membranes.

Mais les membranes d’osmose inverse n’éliminent pas le bore, un contaminant de l’eau potable présent dans l’eau de mer. Les usines de dessalement ajoutent donc généralement des produits chimiques chargés négativement, appelés bases, pour convertir le bore en une forme amovible. Elles ajoutent ensuite des acides pour neutraliser la charge. Le bore doit alors être éliminé par une étape supplémentaire d’osmose inverse.

L’élimination des contaminants à l’état de traces de l’eau demeure un défi crucial – le talon d’Achille du traitement de l’eau, selon l’équipe de recherche. Pour relever ce défi, elle a fabriqué des électrodes en tissu de carbone poreux dotées de structures contenant de l’oxygène intégrées dans les pores. Ces structures se lient sélectivement au bore et laissent passer les autres ions.

Au lieu d’ajouter un produit chimique chargé négativement, l’équipe a conçu un système où les molécules d’eau entre deux électrodes se scindent en ions hydrogène positifs et ions hydroxyde négatifs. L’hydroxyde négatif se fixe alors au bore, lui conférant une charge négative. Puis, dans l’électrode positive, les sites de capture à base d’oxygène attirent et retiennent le bore à charge négative. Enfin, les ions hydrogène et hydroxyde se recombinent pour former de l’eau sans bore.

Source : Weiyi Pan et coll., « A highly selective and energy-efficient approach to boron removal overcomes the Achilles heel of seawater desalination », Nature Water, 2025.

Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/01/researchers-have-overcome-the-achilles-heel-of-desalination/ (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)

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Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la Durabilité à l’Ère Numérique (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le pôle canadien de Future Earth (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).