Aujourd'hui, 2,2 milliards d'individus n'ont pas accès à l'eau potable. Rien qu'aux États-Unis, plus de 46 millions de personnes sont confrontées à l'insécurité hydrique. Face à cette urgence, les ressources traditionnelles (rivières, lacs, réservoirs) sont poussées à leurs limites. L'atmosphère terrestre, elle, recèle des milliards de milliards de litres d'eau sous forme de vapeur. Si l'on pouvait capter et condenser efficacement cette vapeur, ce serait une révolution. C'est précisément l'objectif de l'équipe du MIT. Leur nouveau dispositif, testé avec succès, capture la vapeur d'eau et produit de l'eau potable même dans l'air sec du désert. Une prouesse qui rappelle, pour les amateurs de science-fiction, les fameux "pièges à vent" de l'univers de Dune, capables de condenser l'humidité de l'air sur la planète désertique Arrakis. La fiction rejoint la réalité, pour notre plus grand bien.
Comment fonctionne ce "piège à eau" high-tech ?
Le cœur de cette invention, c'est un matériau assez high tech, l'hydrogel noir, ressemblant à du papier bulle, enfermé dans une chambre en verre avec un revêtement rafraîchissant. La nuit, dans le désert, l'hydrogel gonfle et absorbe la vapeur d'eau de l'air. Au lever du soleil, la vapeur capturée s'évapore de l'hydrogel (qui se rétracte comme un origami) et se condense sur la vitre froide. L'eau purifiée s'écoule alors par un tube, prête à être bue. Le génie de ce système, c'est qu'il est entièrement autonome, sans batterie, panneau solaire ou électricité. L'équipe l'a testé pendant plus d'une semaine dans la Vallée de la Mort, l'endroit le plus sec d'Amérique du Nord. Même avec une humidité très faible (21%), l'appareil a produit jusqu'à 160 millilitres d'eau par jour (environ deux tiers de tasse). Un petit miracle, quand on sait que d'autres technologies similaires nécessitent de l'énergie. Les détails de cette conception sont publiés dans la prestigieuse revue Nature Water.
Un hydrogel révolutionnaire pour une eau sans sel ?
Les tentatives précédentes de récolte d'eau par hydrogel se heurtaient à un problème majeur : l'eau produite était souvent salée, nécessitant un filtrage supplémentaire. Pourquoi ? Parce que pour augmenter l'absorption de vapeur, les chercheurs intégraient des sels (souvent du chlorure de lithium) dans le matériau. Le hic, c'est que ces sels pouvaient fuir et contaminer l'eau. L'équipe du MIT a résolu ce casse-tête. Ils ont ajouté un ingrédient secret à l'hydrogel : du glycérol. Ce composé liquide stabilise naturellement le sel, le maintenant prisonnier du gel. De plus, la microstructure de l'hydrogel a été conçue sans pores nanométriques, empêchant le sel de s'échapper. Résultat ? Les niveaux de sel dans l'eau récoltée sont bien en dessous des seuils de potabilité. Une avancée cruciale pour garantir une eau propre et sûre. En modifiant la composition et la forme de l'hydrogel (en dômes pour augmenter la surface), les ingénieurs ont maximisé l'efficacité de capture.
Quel avenir pour cette technologie "fenêtre à eau" ?
Le professeur Xuanhe Zhao, de l'ingénierie mécanique et civile du MIT, est optimiste : "Nous avons construit un appareil à l'échelle du mètre que nous espérons déployer dans des régions aux ressources limitées, où même une cellule solaire n'est pas très accessible." L'équipe estime que plusieurs de ces panneaux verticaux, installés en petit réseau, pourraient fournir de l'eau potable à un foyer, même dans les déserts les plus arides. Et plus l'humidité ambiante est élevée, plus la production d'eau augmente, rendant le système encore plus efficace dans les climats tempérés et tropicaux. C'est une preuve de concept à grande échelle, ouvrant la voie à des déploiements encore plus vastes. "Les gens peuvent maintenant le construire encore plus grand, ou en faire des panneaux parallèles, pour fournir de l'eau potable aux gens et avoir un réel impact", ajoute Zhao. L'équipe prévoit de tester ces panneaux dans d'autres régions défavorisées.
Foire Aux Questions (FAQ)
Comment ce dispositif du MIT capte-t-il l'eau de l'air ?
Le dispositif utilise un hydrogel spécial qui absorbe la vapeur d'eau la nuit. Le jour, la chaleur du soleil fait évaporer cette vapeur, qui se condense ensuite sur une vitre froide et s'écoule sous forme d'eau potable. Le système est entièrement passif et ne nécessite aucune énergie externe.
L'eau produite par ce système est-elle potable et sans sel ?
Oui, l'eau récoltée est propre à la consommation. Les ingénieurs du MIT ont résolu le problème de la contamination par le sel (fréquent dans d'autres hydrogels) en ajoutant du glycérol à l'hydrogel et en optimisant sa microstructure, garantissant des niveaux de sel inférieurs aux normes de potabilité.
Quelle quantité d'eau peut produire cet appareil ?
Lors des tests dans la Vallée de la Mort (un environnement très sec), le dispositif a produit entre 57 et 161,5 millilitres d'eau potable par jour. La production devrait être plus élevée dans des environnements plus humides. L'équipe envisage des réseaux de panneaux pour alimenter des foyers entiers.
