Des ingénieurs du MIT ont développé un dispositif à ultrasons qui extrait l’eau des matériaux de captage atmosphérique en quelques minutes. Il offre une amélioration d’efficacité de 45 fois par rapport aux méthodes traditionnelles et transformant potentiellement l’accès à l’eau potable dans les régions arides. Le procédé remplace l’extraction thermique lente par des vibrations à haute fréquence qui libèrent rapidement les molécules d’eau des matériaux sorbants spongieux.
Alors que les systèmes conventionnels reposent sur la chaleur solaire pour évaporer l’humidité capturée—un processus prenant des heures voire des jours—la nouvelle approche ultrasonique récupère l’eau en quelques minutes seulement.
Comment fonctionne la technologie mise au point
Le dispositif utilise un anneau céramique plat qui vibre à des fréquences ultrasoniques dépassant 20 kilohertz lorsqu’une tension est appliquée. Cette oscillation à haute fréquence brise précisément les liaisons faibles entre les molécules d’eau et leurs sites de liaison dans le matériau de captage, selon le premier auteur de l’étude Ikra Iftekhar Shuvo, étudiant diplômé du MIT en arts médiatiques et sciences.
« Avec les ultrasons, nous pouvons précisément briser les liaisons faibles entre les molécules d’eau et les sites où elles se trouvent« , a expliqué Ikra Shuvo. « C’est comme si l’eau dansait avec les ondes, et cette perturbation ciblée crée un élan qui libère les molécules d’eau, et nous pouvons les voir se détacher en gouttelettes« .
L’anneau vibrant est entouré d’un anneau externe parsemé de minuscules buses qui dirigent les gouttelettes d’eau libérées vers des récipients de collecte positionnés au-dessus et en dessous du dispositif. Lors de tests utilisant des échantillons de la taille d’une pièce de monnaie de matériau de captage d’eau atmosphérique placés dans des chambres d’humidité, l’actuateur ultrasonique a séché chaque échantillon en quelques minutes seulement à travers différents niveaux d’humidité.
Les applications pratiques
Contrairement aux conceptions solaires passives, le dispositif nécessite une source d’alimentation, bien que les chercheurs envisagent d’utiliser une petite cellule solaire qui pourrait également fonctionner comme capteur pour détecter lorsque le sorbant est saturé. Cela permet un fonctionnement automatisé avec plusieurs cycles d’absorption et d’extraction tout au long d’une seule journée plutôt que le cycle quotidien unique des systèmes conventionnels.
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« Tout est une question de quantité d’eau que vous pouvez extraire par jour« , a ajouté Svetlana Boriskina, chercheuse scientifique principale au Département de génie mécanique du MIT. « Avec les ultrasons, nous pouvons récupérer l’eau rapidement et effectuer le cycle encore et encore. Cela peut représenter beaucoup d’eau par jour« .
L’équipe envisage un système domestique pratique comprenant un matériau à absorption rapide et un actuateur ultrasonique, chacun de la taille approximative d’une fenêtre.
La recherche a été soutenue par le MIT Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab et le MIT-Israel Zuckerman STEM Fund. Les co-auteurs incluent Carlos Díaz-Marín, Marvin Christen, Michael Lherbette et Christopher Liem.
Source : MIT
