Dépolluer l’eau, un contaminant à la fois

La demande pour l’eau douce augmente avec la croissance de la population humaine. Métro examine la situation et cherche à savoir à quoi il faut s’attendre en cette matière.

Le monde est confronté à une grave crise de l’eau, même si elle apparaît comme l’une des ressources les plus abondantes de la planète. La plupart des habitants de la Terre reçoivent de l’eau douce en provenance des lacs et des rivières, mais ceux-ci ne représentent que 0,007 % des sources d’eau mondiales.

D’autres sources – comme l’eau de mer et les eaux usées – pourraient être utilisées pour répondre aux besoins croissants. Mais elles sont pleines de sel et contiennent souvent des contaminants comme des métaux toxiques.

«Des scientifiques et des ingénieurs ont mis au point des méthodes pour éliminer les sels et les toxines de l’eau grâce à un processus appelé le dessalement. Mais les options existantes sont chères et énergivores car elles nécessitent de nombreuses étapes», indique en entrevue Adam Uliana, doctorant en génie chimique et biomoléculaire à l’Université de Californie, à Berkeley.

Il ajoute que «les techniques actuelles génèrent également beaucoup de déchets: environ la moitié de l’eau alimentant certaines usines de dessalement est perdue sous forme d’eaux usées contenant tous les sels et toxines éliminés.»

M. Uliana fait partie d’une équipe qui a récemment créé une nouvelle méthode de purification de l’eau qui peut rendre la désalinisation plus efficace, les déchets plus faciles à gérer et les usines de traitement de l’eau, plus petites.

«Nous avons introduit un nouveau type de filtre qui peut cibler et capturer les métaux toxiques et, en même temps, éliminer le sel de l’eau», dit M. Uliana.

«Nous devons continuer à réduire le coût et l’empreinte des technologies existantes de purification de l’eau. Ces développements rendraient les technologies beaucoup plus faciles d’accès dans le monde entier, comme dans les communautés défavorisées ou éloignées.»

Adam Uliana, doctorant en génie chimique et biomoléculaire à l’Université de Californie, à Berkeley

Pour construire un filtre unique capable de capturer les métaux et d’éliminer le sel, les chercheurs avaient d’abord besoin d’un matériau capable d’éliminer de nombreux contaminants différents – en particulier les métaux lourds – de l’eau.

«Pour ce faire, nous nous sommes tournés vers de minuscules particules absorbantes appelées trames aromatiques poreuses. Ces particules sont conçues pour capturer sélectivement les contaminants individuels. Par exemple, un type de particule absorbante ne peut capter que le mercure. D’autres types n’enlèvent que le cuivre, le fer ou le bore. Nous avons ensuite intégré ces quatre types différents de particules dans de fines membranes en plastique, créant essentiellement des filtres personnalisés qui capteraient les contaminants en fonction du type de particules que nous mettons sur la membrane», mentionne M. Uliana.

Ce dernier assure que «nous espérons que notre travail conduira à de nouvelles méthodes capables de purifier efficacement et efficacement des sources d’eau plus abondantes – mais plus polluées – que l’eau douce. Ce travail en vaut vraiment la peine. Après tout, les effets de la rareté de l’eau sont gigantesques, à la fois de façon sociétale et globale».

Trois questions à…

Adam Uliana, doctorant en génie chimique et biomoléculaire à l’Université de Californie, à Berkeley

Pourquoi est-il important de nettoyer les sels et les métaux toxiques de l’eau ?

Certaines estimations indiquent que les deux tiers de la population mondiale sont confrontés à une grave pénurie d’eau chaque année. Des sources d’eau abondantes (comme l’eau de mer et les eaux usées) pourraient fournir bien plus d’eau que nous n’en avons besoin pour lutter contre la crise mondiale. Cependant, les eaux provenant de ces sources sont généralement beaucoup trop salées pour être consommées en toute sécurité. Elles contiennent également souvent des métaux toxiques qui peuvent causer des maladies graves ou même la mort, si elles sont consommées en quantités suffisantes. Être capable d’éliminer efficacement à la fois les sels et les métaux toxiques de l’eau pourrait nous permettre d’accéder à une eau bien plus potable dont notre monde a cruellement besoin.

Une région du monde est-elle particulièrement touchée par cette situation ?

Différentes régions du monde sont confrontées à différents problèmes spécifiques de contamination de l’eau. À certains endroits, des contaminants dangereux sont rejetés dans l’eau consommée en raison d’infrastructures médiocres ou mal gérées (comme le plomb provenant de tuyaux à Flint, Michigan, États-Unis). Dans d’autres endroits, des contaminants nocifs se trouvent naturellement dans les sources d’eau locales (comme l’arsenic dans les eaux souterraines au Bangladesh). Les scientifiques et les ingénieurs doivent continuer à développer des technologies de purification de l’eau meilleures et plus accessibles, tandis que les gestionnaires municipaux doivent gérer de manière responsable les approvisionnements en eau dans la mesure du possible.

Quel avenir pour vos recherches ?

Nous continuerons à créer de nouveaux matériaux et techniques qui peuvent éliminer d’autres polluants dangereux de l’eau. Cela inclut en particulier les contaminants (tels que d’autres métaux lourds ou produits chimiques organiques) qui sont souvent injustement rejetés dans des communautés qui ne sont pas des pollueuses. Nous sommes également intéressés par la mise à l’échelle de nos matériaux membranaires et de nos dispositifs de purification de l’eau afin qu’ils puissent être utilisés à un niveau sociétal pratique.

Notre technique a été inspirée par les nombreux autres chercheurs dont les travaux ont résolu les défis rencontrés dans la crise mondiale de l’eau. Nous espérons qu’elle pourra également aider à inspirer de nouveaux procédés de purification de l’eau qui amélioreront l’accès à l’eau potable dans les décennies à venir.