Selon les estimations de la FAO, d'ici 2025, près de 2 milliards de personnes pourraient ne pas avoir assez d'eau potable pour satisfaire leurs besoins quotidiens. Une des solutions possibles à ce problème est le dessalement, à savoir traiter l'eau de mer pour la rendre potable. Cependant, retirer le sel de l'eau de mer nécessite 10 à 1000 fois plus d'énergie que les méthodes traditionnelles d'approvisionnement en eau douce, à savoir le pompage de l'eau des rivières ou des puits.

Motivé par ce problème, une équipe d'ingénieurs du Département de l'énergie du Politecnico di Torino a conçu un nouveau prototype pour dessaler l'eau de mer de manière durable et à faible coût, utiliser plus efficacement l'énergie solaire. Par rapport aux solutions précédentes, cette technologie est en effet capable de doubler la quantité d'eau produite à énergie solaire donnée, et il pourrait faire l'objet d'une nouvelle amélioration de son efficacité dans un proche avenir. Le groupe de jeunes chercheurs qui a récemment publié ces résultats dans la prestigieuse revue Durabilité de la nature est composé d'Eliodoro Chiavazzo, Matteo Morciano, Francesca Viglino, Matteo Fasano et Pietro Asinari du laboratoire de modélisation multi-échelle.

Le principe de fonctionnement de la technologie proposée est très simple :« Inspiré des plantes, qui transportent l'eau des racines aux feuilles par capillarité et transpiration, notre dispositif flottant est capable de collecter l'eau de mer à l'aide d'un matériau poreux à faible coût, évitant ainsi l'utilisation de pompes coûteuses et encombrantes. L'eau de mer captée est ensuite chauffée par l'énergie solaire, qui entretient la séparation du sel de l'eau qui s'évapore. Ce processus peut être facilité par des membranes insérées entre l'eau contaminée et l'eau potable pour éviter leur mélange, à l'instar de certaines plantes capables de survivre en milieu marin, par exemple, les mangroves, " expliquent Matteo Fasano et Matteo Morciano.

Alors que les technologies conventionnelles de dessalement « actif » nécessitent des composants mécaniques ou électriques coûteux (tels que des pompes et/ou des systèmes de contrôle) et nécessitent des techniciens spécialisés pour l'installation et la maintenance, l'approche de dessalement proposée par l'équipe du Politecnico di Torino est basée sur des processus spontanés se produisant sans l'aide de machines auxiliaires et peut, donc, être qualifiée de technologie « passive ». Tout cela rend l'appareil intrinsèquement peu coûteux et simple à installer et à réparer. Ces dernières caractéristiques sont particulièrement attractives dans les régions côtières qui souffrent d'une pénurie chronique d'eau potable et ne sont pas encore desservies par des infrastructures et des investissements centralisés.

Jusqu'à maintenant, un inconvénient bien connu des technologies « passives » de dessalement est la faible efficacité énergétique par rapport aux technologies « actives ». Les chercheurs du Politecnico di Torino ont abordé cet obstacle avec créativité :« Alors que les études précédentes se concentraient sur la façon de maximiser l'absorption d'énergie solaire, nous avons déplacé l'attention vers une gestion plus efficace de l'énergie solaire thermique absorbée. De cette façon, nous avons pu atteindre des valeurs record de productivité :jusqu'à 20 litres par jour d'eau potable par mètre carré exposé au soleil. La raison de l'augmentation des performances est le « recyclage » de la chaleur solaire dans plusieurs processus d'évaporation en cascade, conformément à la philosophie de « faire plus avec moins ». Les technologies basées sur ce processus sont généralement appelées « multi-effets, ' et nous fournissons ici la première preuve que cette stratégie peut également être très efficace pour les technologies de dessalement « passif ».

Après avoir développé le prototype pendant plus de deux ans et l'avoir testé directement en mer Ligure (Varazze, Italie), les ingénieurs du Politecnico affirment que cette technologie pourrait avoir un impact dans des zones côtières isolées avec peu d'eau potable mais une énergie solaire abondante, surtout dans les pays en développement. Par ailleurs, la technologie est particulièrement adaptée pour fournir de l'eau potable sûre et à faible coût dans des conditions d'urgence, par exemple, dans des zones touchées par des inondations ou des tsunamis et laissées isolées pendant des jours ou des semaines du réseau électrique ou de l'aqueduc. Une autre application envisagée pour cette technologie est les jardins flottants pour la production alimentaire, une option intéressante surtout dans les zones surpeuplées.

Les chercheurs, qui continuent à travailler sur cette question au sein du Clean Water Center du Politecnico di Torino, sont désormais à la recherche d'éventuels partenaires industriels pour rendre le prototype plus durable, évolutif et polyvalent. Par exemple, des versions techniques de l'appareil pourraient être utilisées dans les zones côtières où la surexploitation des eaux souterraines provoque l'intrusion d'eau salée dans les aquifères d'eau douce - un problème particulièrement grave dans certaines régions du sud de l'Italie - ou elles pourraient être utilisées pour traiter les eaux polluées par des activités industrielles ou minières. les plantes.