Face à la pénurie d’eau potable, produire de l’eau grâce à l’air et l’eau de mer

Alors que les réserves d’eau potable s’amenuisent partout dans le monde, les efforts se multiplient pour parvenir à en fabriquer en plus grandes quantités à partir de l’air et de l’eau de mer. Des projets et des organismes de recherche européens sont en première ligne pour relever ce défi technologique.

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Par Horizon Modifié le 8 décembre 2022 à 17h54
Eau Potable Solution Production Technologie
3%Seulement 3% de l’eau est potable sur Terre.

Pour Carlos Garcia, des millions de foyers dans le monde produiront un jour leur eau, comme par magie, à partir de l’air.

M. Garcia est directeur général de GENAQ, une société espagnole qui fabrique des « générateurs d’eau atmosphérique ». En condensant l’humidité présente dans l’air ambiant pour en faire de l’eau potable, ces générateurs peuvent aider à reconstituer les réserves.

Des réserves qui s’épuisent

La pénurie d’eau, source de la vie, s’intensifie sous l’effet de la croissance de la population mondiale et de l’accélération du changement climatique.

« Nous devons vraiment faire le nécessaire pour trouver des solutions à ce problème », indique M. Garcia, dont l’entreprise a piloté le projet STRATUS, financé par le programme HORIZON, dans le but d’étendre le marché des générateurs d’eau atmosphérique.

D’après les Nations unies, 2,3 milliards de personnes, soit plus d’une sur quatre, vivent dans un pays en situation de « stress hydrique », c’est-à-dire qui prélève au moins 25 % de son eau potable chaque année pour satisfaire ses besoins. De plus, 4 milliards de personnes sont confrontées à une grave pénurie d’eau pendant au moins un mois par an.

En Europe, où le réchauffement climatique provoque déjà des sécheresses plus fréquentes et plus graves, des scientifiques et des entreprises mettent au point de nouvelles méthodes pour fabriquer de l’eau potable à partir de l’air et de l’eau de mer. La présence de polluants dans l’eau souterraine et l’impact sur l’environnement de l’eau en bouteille incitent également à trouver de nouvelles solutions.

Si GENAQ développe des générateurs d’eau atmosphérique depuis 2008 et possède des clients dans 60 pays, ses activités portaient jusqu’à présent essentiellement sur les services d’urgence et le secteur industriel.

Usage domestique

Grâce au projet STRATUS, l’entreprise a développé une version adaptée à un usage résidentiel. Ces nouveaux générateurs peuvent être reliés aux maisons et fabriquer de l’eau potable pour les foyers.

GENAQ souhaite commercialiser trois versions du produit (de 20 litres à 200 litres par jour) et se déclinant en différents formats allant du petit modèle compact pour cuisine à une version se présentant comme une fontaine à eau de bureau. Les prix iront de 2 500 € pour le plus petit modèle à 14 500 € pour le plus grand.

« L’appareil aspire l’air et le filtre afin qu’aucun contaminant ne pénètre dans la chambre de condensation », explique M. Garcia.

Tout d’abord, l’air est refroidi jusqu’au point de condensation. L’eau est alors filtrée, des minéraux sont ajoutés, puis elle est traitée par ultraviolets pour éviter la formation de bactéries.

GENAQ a trouvé un moyen de réduire radicalement la quantité d’énergie consommée au cours de l’opération (– 150 %), et diminue ainsi de plus 80 % le coût moyen de l’eau potable fabriquée.

« Nous avons consacré le plus gros de nos efforts au rendement », explique M. Garcia.

Les générateurs d’eau atmosphérique dépendent toutefois d’un facteur sur lequel GENAQ n’a aucun contrôle : la météo.

« Les meilleures performances sont obtenues par climat chaud et humide », indique-t-il. « Les résultats sont moins bons dans les environnements froids et secs, mais le milieu ambiant des maisons convient bien à cette solution. »

L’objectif de GENAQ est maintenant d’équiper les familles de générateurs d’eau atmosphérique.

L’entreprise prévoit d’étendre ses activités au cours des prochains mois à des pays d’Europe tels que l’Espagne, la France et l’Allemagne, où la consommation d’eau en bouteille est élevée. Ensuite, elle s’attaquera au marché grand public international.    

L’eau de mer, source d’eau potable

En Belgique, l’entreprise HydroVolta élabore des méthodes améliorées permettant de transformer l’eau salée ou saumâtre en eau potable dans le cadre du projet SonixED financé par Horizon.

Sur Terre, l’immense majorité de l’eau est salée. Seulement 3 % de l’eau est potable et moins d’un tiers de cette eau est disponible, le reste étant emprisonné dans les glaciers et sous terre.

« Nous devons parvenir à traiter l’eau salée pour qu’elle devienne buvable et utilisable par les entreprises du secteur industriel », explique George Brik, directeur général d’HydroVolta. « Mais avec les technologies actuelles, le dessalement demande d’importants investissements et génère des coûts d’exploitation élevés. De plus, ces technologies utilisent d’importantes quantités d’énergie et de produits chimiques ».

Bien que le dessalement de l’eau soit utilisé depuis de nombreuses années, généralement dans les pays secs, l’aggravation de la pénurie d’eau rend cette technologie avantageuse dans d’autres régions du monde, et notamment dans le nord de l’Europe.  

La technique de base utilisée pour transformer l’eau salée en eau douce est l’électrodialyse, une méthode consistant à transférer des ions à travers des membranes pour séparer le sel de l’eau.

Cette méthode a toutefois un point faible : la membrane se salit rapidement et doit être nettoyée à haute pression et à l’aide de produits chimiques. Ce nettoyage entraîne à son tour une importante consommation d’énergie.

Dans le cadre du projet SonixED, HydroVolta a mis au point une technologie à ultrasons qui permet à la membrane de rester propre bien plus longtemps.

Moins de pression, plus d’eau

Dans ce domaine, la consommation d’énergie dépend de la pression, mesurée en bar. D’après M. Brik, les technologies actuelles utilisées pour dessaler l’eau de mer exigent une pression de 50 à 80 bar, alors que la nouvelle technologie HydroVolta ne demande qu’un à trois bar.

Autre avantage, elle permet de générer une quantité d’eau potable encore plus importante.

« Les technologies actuelles gaspillent entre 60 et 65 % de l’eau de mer qu’elles utilisent », selon M. Brik « Avec notre technologie, c’est l’inverse qui se produit. Avec 100 litres d’eau de mer, nous pouvons produire 65 litres d’eau potable. »

HydroVolta souhaite proposer cette technologie à d’importantes sociétés pour qu’elles puissent fabriquer de l’eau potable, mais aussi à des acteurs du secteur industriel qui consomment de l’eau dans le cadre de leurs activités. L’entreprise a réalisé des tests en collaboration avec plusieurs entreprises belges pour fabriquer de l’eau potable à partir d’eau provenant de la Mer du Nord.

M. Brik indique que le soutien des gouvernements serait le bienvenu, pour encourager une demande plus large dans ces nouvelles technologies de dessalement.

Pour lui, « les gouvernements pourraient être les premiers acheteurs de la technologie ». « Ceci aiderait à promouvoir ces solutions partout dans le monde et permettrait de passer à la vitesse supérieure. »

Les recherches réalisées dans le cadre de cet article ont été financées par l’UE. Ce document a été publié initialement dans Horizon, le magazine de l’UE dédié à la recherche et à l’innovation.    

 

Pour en savoir plus sur les projets financés par Horizon mentionnés dans cet article, suivez les liens ci-dessous.

STRATUS

SonixED

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Horizon, le magazine de l’UE dédié à la recherche et à l’innovation.

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