La conversion de l'eau de mer en eau douce est importante dans les pays pauvres en eau. Pour ce processus, certaines particules chargées, appelées ions, doivent être retirées de l'eau. Cependant, certains ions sont difficiles à éliminer de l'eau en raison de leurs propriétés chimiques. Des recherches récentes menées par des scientifiques d'Israël et des Pays-Bas contribuent à améliorer ce processus d'élimination des ions.

Les chercheurs ont pu prédire le comportement des ions bore lors du traitement de l'eau et ainsi simplifier leur élimination. L'étude est disponible en ligne à l'adresse Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ). De nombreux ions nocifs ou précieux dans l'eau de mer, l'eau saumâtre ou l'eau douce sont amphotères :leurs propriétés varient avec le pH. "Il est difficile d'éliminer ces particules de l'eau avec les technologies membranaires standard, " dit Jouke Dykstra, Professeur assistant au département des technologies environnementales de l'université et de la recherche de Wageningen. "Il faut ensuite ajouter certains produits chimiques pour contrôler le pH. Mais nous voulons éviter cela autant que possible :il y a une forte tendance à utiliser moins de produits chimiques."

Dessalement d'eau de mer

À titre d'exemple de ce processus d'élimination des ions, Dykstra fait référence au dessalement de l'eau de mer. Cela se produit dans le monde entier dans des endroits où l'eau douce est insuffisante. Par exemple, de nombreux pays du pourtour méditerranéen utilisent de l'eau de mer dessalée pour l'irrigation. "Mais l'eau de mer contient aussi du bore, qui est toxique à des concentrations élevées et il inhibe la croissance des plantes. Évidemment, c'est un problème pour l'irrigation, et c'est pourquoi nous recherchons de nouvelles façons d'éliminer le bore et d'autres ions de l'eau de mer." Le dessalement devient de plus en plus important en raison de la sécheresse dans de nombreuses régions. Dykstra dit que "de nouvelles technologies sont nécessaires pour continuer à répondre à la demande d'eau douce , non seulement en Méditerranée et au Moyen-Orient, mais aussi aux Pays-Bas."

Les chercheurs de Wageningen travaillent sur ce défi avec des collègues du Technion, l'Institut israélien de technologie, et de Wetsus, le Centre d'excellence européen pour la technologie durable de l'eau à Leeuwarden. Ensemble, ils ont développé un nouveau modèle théorique du comportement du bore au cours d'un processus connu sous le nom de déionisation capacitive. C'est une émergence, technique sans membrane pour le traitement et le dessalement de l'eau à l'aide de microporeux, électrodes de passage Lorsqu'un courant électrique est appliqué, les ions sont adsorbés sur les électrodes et donc éliminés de l'eau. Dykstra :« Nous sommes les premiers à développer un modèle théorique qui nous permet de prédire ce comportement et de l'utiliser à notre avantage.

Conception entièrement nouvelle

Les chercheurs israéliens et néerlandais ont découvert que de tels systèmes nécessitent une conception complètement nouvelle. Par exemple, ils ont démontré à la fois théoriquement et expérimentalement que l'eau doit s'écouler de l'électrode positive à l'électrode négative, et non l'inverse, comme c'est désormais la coutume. "Nos recherches ont montré qu'un bon modèle théorique est essentiel pour contrôler efficacement des processus chimiques aussi complexes, " conclut Dykstra. " Cette approche offre de nombreuses possibilités intéressantes. Vous pouvez également utiliser ce modèle pour d'autres défis dans le traitement des eaux usées, y compris l'élimination de l'arsenic ou de petites molécules organiques, tels que les résidus de médicaments ou les herbicides.