Un dispositif plus simple et plus efficace pour récupérer l’eau de l’air

Une nouvelle étude suggère qu’un nouveau type de prototype de collecteur d’eau promet d’être plus simple et plus efficace que les variantes traditionnelles de l’appareil pour extraire de l’eau potable de l’air. Construit à partir de matériaux sensibles à la température, un déshumidificateur à base de nickel et de titane pourrait extraire plus d’eau de l’atmosphère en 30 minutes en moyenne qu’un autre système de déshumidification, en utilisant environ la moitié de l’énergie.

Selon John LaRocco, auteur principal de l’étude et chercheur en psychiatrie à la faculté de médecine de l’Université d’État de l’Ohio (USA), plus de 2 milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à de l’eau potable propre ; l’amélioration des méthodes conventionnelles de collecte d’une ressource aussi précieuse rendrait cette ressource beaucoup plus accessible dans les régions où l’eau est rare.

« Vous pouvez survivre trois minutes sans air, trois semaines sans nourriture, mais seulement trois jours sans eau », a indiqué LaRocco. « Avec l’eau, on peut commencer à résoudre de nombreux problèmes, comme la sécurité nationale, la santé mentale ou l’assainissement, simplement en améliorant l’accès à l’eau potable. »

Alors que de nombreuses technologies existantes de récupération de l’eau sont volumineuses, énergivores et lentes, le dispositif de cette équipe est unique en raison du refroidissement élastocalorique, qui utilise des matériaux permettant de réduire la consommation d’énergie, la taille et la complexité. « Cette conception a également permis à leur prototype de devenir suffisamment portable pour tenir dans un sac à dos », a précisé M. LaRocco.

Les chercheurs ont comparé leur création à un déshumidificateur fonctionnant à l’aide de roues déshydratantes, des cylindres rotatifs garnis de matériaux hydrophiles qui piègent et éliminent l’humidité du flux d’air environnant. Ils ont testé les performances de chaque appareil au cours de sessions de 30 minutes chacune, en évaluant leur consommation d’énergie, leur production de chaleur et leur efficacité en matière de collecte d’eau.

L’étude a été publiée récemment dans la revue Technologies.

Les résultats de l’essai ont révélé des différences significatives en matière de consommation d’énergie et ont mis en évidence les conditions dans lesquelles leur prototype pourrait être le mieux adapté. Par exemple, selon John Simonis, co-auteur de l’étude et étudiant en génie électrique et informatique, le taux d’humidité de la région où le dispositif est utilisé pourrait influencer l’efficacité de ses capacités de collecte d’eau.

« Comparé au système traditionnel de roue déshydratante, notre système a la capacité de s’adapter de manière plus dynamique aux besoins de l’environnement », a dit pour sa part John Simonis. « Notre dispositif étant plus modulaire, il offre une grande capacité d’adaptation. »

Les auteurs ont noté que des endroits comme les Philippines, l’Indonésie, Haïti et même l’Ohio sont quelques-uns des lieux où l’humidité standard tomberait juste assez pour que leur prototype atteigne une efficacité maximale.

L’eau produite par leur dispositif est facilement buvable, mais comme leur dispositif est également fabriqué avec des matériaux imprimés en 3D qui peuvent se dégrader au fil du temps, elle doit être fortement filtrée pour limiter la quantité de microplastiques qu’une personne pourrait ingérer si elle la buvait immédiatement.

Selon les statistiques fournies par les Nations unies, seulement 0,5 % de l’eau de la planète est de l’eau douce et propre à la consommation humaine. Les changements environnementaux causés par la guerre, la pollution et le changement climatique restent également des facteurs de risque pour une crise mondiale de l’eau en cours.

« Les catastrophes naturelles et les situations d’urgence internationales continueront d’exacerber ces problèmes. Il est donc impératif de trouver des moyens créatifs de récupérer l’eau pour venir en aide aux populations marginalisées » a commenté Qudsia Tahmina, coauteur de l’étude et professeur agrégé de pratique en génie électrique et informatique.

Cela dit, le fait de pouvoir garantir la cohérence des dispositifs capables de récolter une ressource renouvelable à partir de rien contribuera à rendre le processus à la fois plus économique et plus réalisable, note l’étude. C’est un objectif qui, s’il est atteint, aura un impact sur toutes les facettes de la vie sur Terre.

« Nous espérons que l’eau propre pour le reste du monde n’est pas qu’une chimère », a indiqué M. LaRocco.

Grâce aux modèles de l’équipe, le public peut expérimenter la création de son propre déshumidificateur. Bien que leur prototype soit pour l’instant destiné à un usage individuel, il pourrait à l’avenir être facilement optimisé pour répondre aux besoins d’un ménage ou d’une communauté plus large, a déclaré .

« Il est possible de développer une version incroyablement grande de notre prototype. Il pourrait extraire autant d’eau en un temps limité et obtenir la même efficacité énergétique que quelqu’un qui aurait un appareil plus petit fonctionnant en continu » a conclu M. Simonis.

Légende illustration : L’amélioration de l’accès à l’eau potable peut réduire d’autres pressions économiques et environnementales sur la communauté.

Article : « Comparing Elastocaloric Cooling and Desiccant Wheel Dehumidifiers for Atmospheric Water Harvesting » – DOI : 10.3390/technologies12100178

Source Université d’État de l’Ohio – Traduction enerzine.com