Les membranes jouent un rôle fondamental dans des secteurs variés, allant du traitement des eaux potables à la purification des produits pharmaceutiques. Leur fabrication repose toutefois encore majoritairement sur des matériaux issus de combustibles fossiles et des solvants toxiques. Une récente innovation pourrait cependant changer les règles du jeu en introduisant une solution plus respectueuse de l’environnement.
Une membrane sans dépendance aux combustibles fossiles
Des ingénieurs chimistes de l’Université de Bath ont conçu une membrane nanofiltrante végétale, réalisée exclusivement à partir de matériaux renouvelables. Cette technologie se distingue par son absence totale d’utilisation de composants issus de combustibles fossiles ou de solvants dangereux pour l’environnement. Les deux matériaux clés utilisés sont la cellulose et la lignine, tous deux d’origine végétale.
Cette nouvelle membrane polyelectrolyte (PEM) a fait l’objet de tests rigoureux, montrant sa capacité à filtrer efficacement des colorants aqueux de différentes tailles moléculaires. Ces colorants servent habituellement à modéliser la taille des polluants présents dans les eaux usées. En pratique, leur conception pourrait être adaptée à diverses applications industrielles, notamment dans le domaine du traitement des eaux et des procédés industriels.
Dr Olawumi Sadare, co-auteur de l’étude menée à l’Université de Bath, a affirmé : « La capacité de cette technologie à limiter les impacts environnementaux mérite d’être soulignée, surtout au regard des futures législations européennes visant à restreindre l’usage de solvants toxiques et des propositions d’interdiction des polymères fluorés dans la fabrication des membranes. » Il ajouta également que l’épaisseur de la membrane pouvait être ajustée selon les besoins spécifiques afin de réguler ses propriétés de perméabilité.
Durabilité et performances validées
La robustesse de la membrane a été évaluée avec soin. Après avoir été immergée durant 30 jours, elle a conservé ses performances initiales sans dégradation notable. Cette stabilité exceptionnelle confirme son potentiel pour des applications exigeantes telles que la purification des eaux industrielles ou le traitement des effluents urbains.
En outre, la recherche met en lumière un aspect souvent négligé dans le développement des membranes : leur processus de fabrication.
Le Professeur Davide Mattia, co-auteur de l’étude, explique : « Les séparations chimiques représentent entre 10 % et 15 % de la consommation mondiale d’énergie, et les membranes apparaissent comme une solution incontournable pour réduire l’empreinte carbone de ces procédés essentiels. »
Poursuivant son analyse, il indique que « malgré leur importance, peu d’efforts ont été consacrés à minimiser l’impact environnemental de leur production. Aujourd’hui, toutes les membranes commerciales reposent sur des solvants organiques toxiques et des polymères issus de combustibles fossiles, non recyclables et destinés à finir en décharge. Notre approche vise à rendre leur fabrication durable tout en maintenant des performances comparables à celles des solutions existantes. »
Un impact environnemental atténué
L’un des aspects majeurs de cette innovation réside dans son alignement avec les directives environnementales émergentes. L’Union européenne prévoit d’imposer des restrictions strictes sur l’emploi de solvants toxiques dans les procédés industriels. Parallèlement, des mesures similaires concernant les polymères fluorés sont également envisagées. Dans ce contexte, la membrane développée par l’équipe de Bath s’inscrit dans une démarche proactive, anticipant les exigences futures.
Outre leur caractère écologique, les matériaux choisis offrent une modularité intéressante. En ajustant les proportions de cellulose et de la lignine, les chercheurs peuvent adapter les propriétés physiques de la membrane, notamment sa sélectivité et sa résistance mécanique. Cette flexibilité constitue un atout précieux pour répondre aux besoins spécifiques des industries concernées.
Cette avancée illustre comment l’innovation peut s’harmoniser avec les impératifs écologiques. En substituant des matériaux traditionnels par des alternatives renouvelables, les chercheurs ont non seulement amélioré la durabilité de la membrane mais aussi proposé une solution viable face aux défis environnementaux du moment.
Légende illustration : La nouvelle membrane créée par les chercheurs de Bath pourrait rendre plus durables les équipements de filtration et de purification de l’eau. GEN AI
Article : « Lignin- and Cellulose-Derived Sustainable Nanofiltration Polyelectrolyte Membranes » – DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c08611
Source : U. Bath
