D'énormes quantités d'eau s'évaporent chaque jour des surfaces d'eau telles que les réservoirs et la mer ouverte. Pour résoudre ce problème, surtout dans les zones pauvres en eau, des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont trouvé un moyen innovant de récupérer l'eau de l'air humide au-dessus des surfaces d'eau.

La solution réside dans un hydrogel absorbant l'eau à base de zinc unique qui a été développé l'année dernière par une équipe de recherche de la faculté d'ingénierie NUS. Ce matériau semblable à un gel est plus de huit fois plus absorbant que les agents de séchage commerciaux et seule la lumière naturelle du soleil est nécessaire pour récupérer l'eau de l'hydrogel saturé d'eau.

"En raison du climat chaud de Singapour, environ 45 millions de mètres cubes d'eau sont perdus dans les réservoirs par évaporation chaque année. Notre hydrogel peut convertir l'humidité présente dans l'air humide en eau sans avoir besoin d'un apport d'énergie externe. En exploitant l'air riche en humidité que l'on trouve couramment au-dessus des surfaces d'eau, nous pouvons recueillir de l'eau, qui seraient autrement perdus pour l'environnement, pour différents usages, " a déclaré le chef de l'équipe de recherche, le professeur adjoint Swee-Ching TAN, qui est du département de science et génie des matériaux de la faculté de génie NUS.

Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne dans la revue scientifique Matériaux avancés plus tôt cette année.

Récupérer l'eau « perdue » des plans d'eau

Les agents de séchage conventionnels comme le gel de silice et le chlorure de calcium ne peuvent absorber que de petites quantités d'eau. L'extraction de l'eau de ces agents nécessiterait des procédés énergivores et des températures élevées, et par conséquent, cette approche n'est pas rentable.

Le nouvel hydrogel développé par l'équipe NUS absorbe efficacement l'eau plus de quatre fois son poids d'origine. Lorsqu'il est utilisé à plusieurs reprises sur plusieurs cycles d'absorption-désorption au cours d'une journée, la quantité d'eau qu'il recueille peut atteindre jusqu'à 14 fois par kilogramme d'hydrogel utilisé.

Comme avantage supplémentaire, le nouvel hydrogel libère de l'eau à une température relativement plus basse comprise entre 45 et 50 degrés Celsius, ce qui peut être réalisé facilement avec la configuration de l'équipe. D'où, l'eau peut être extraite de l'hydrogel en utilisant la lumière naturelle du soleil et ne nécessite pas de source d'énergie externe.

Par ailleurs, alors que la plupart des agents de séchage disponibles dans le commerce ne conviennent qu'à un usage unique, l'hydrogel développé par NUS conserve sa capacité d'absorption même après 1, 000 cycles d'absorption-désorption.

Récupérateur d'eau flottant

Comme preuve de concept, l'équipe de recherche a d'abord construit des dispositifs flottants contenant chacun une petite quantité d'hydrogel placé sur une plaque de verre. Ces appareils ont été laissés à flotter sur l'eau d'une plage. Périodiquement, les hydrogels saturés d'eau ont été récupérés et transférés dans une boîte en verre fermée qui a ensuite été exposée à la lumière naturelle du soleil. Lorsqu'il est exposé à la chaleur, la température dans la boîte en verre augmenterait encore, permettant à l'humidité dans les hydrogels d'être libérée sous forme de vapeurs et plus tard condensée sur les parois de la boîte en verre. Les gouttelettes d'eau condensées dans la boîte en verre ont ensuite été recueillies.

L'équipe de recherche a en outre examiné la qualité de l'eau récoltée à partir des hydrogels et a constaté que la teneur en sel est presque négligeable.

"Contrairement à des procédés comme le dessalement qui sont très énergivores, l'eau collectée à l'aide du nouvel hydrogel nécessite moins de traitement pour différentes utilisations. Notre invention a également le potentiel d'être considérablement étendue pour fonctionner comme une ferme flottante de capture d'eau. Cette approche pourrait profiter aux communautés rurales où l'accès à l'eau potable reste un défi. En appliquant de manière créative de nouvelles solutions, nous espérons contribuer à atténuer la crise mondiale de l'eau, " a déclaré le professeur adjoint Tan.

Prochaines étapes

Faire avancer leurs recherches, l'équipe NUS cherche actuellement des moyens d'optimiser les performances de l'hydrogel et le processus de récupération de l'eau. Ils explorent également des méthodes innovantes pour augmenter la capacité d'absorption de l'hydrogel. En outre, les chercheurs du NUS sont désireux de travailler avec des partenaires commerciaux pour mettre cette idée sur le marché.