L'accident nucléaire de Fukushima reste gravé dans les mémoires de nombreuses personnes. Ce fut une catastrophe qui a provoqué la libération d'énormes quantités d'eau contaminée par la radioactivité, que les exploitants de la centrale nucléaire devaient ensuite nettoyer. L'une des méthodes utilisées était l'osmose inverse, mais elle n'était pas particulièrement efficace. Bien qu'il soit possible de purifier jusqu'à 70 pour cent de l'eau contaminée de cette façon, les éléments radioactifs s'accumulent dans les 30 pour cent restants. Certains de ces éléments sont hautement radioactifs et le restent pendant des milliers d'années. En l'état, le gouvernement japonais prévoit de déverser cette eau - plus d'un million de litres au total - dans l'océan Pacifique d'ici 2022.

"S'ils utilisaient notre filtre, ils n'en auraient pas besoin, " dit Raffaele Mezzenga, Professeur de Food &Soft Materials à l'ETH Zurich. Il y a quatre ans, lui et son scientifique principal Sreenath Bolisetty ont dévoilé leur invention d'une membrane filtrante composée principalement de protéines de lactosérum dénaturées et de charbon actif.

Dans une publication de l'époque, les chercheurs ont démontré à quel point leur produit élimine efficacement les métaux lourds, certains éléments radioactifs comme l'uranium, et les métaux précieux tels que l'or ou le platine provenant de l'eau.

Filtre également adapté aux isotopes radioactifs

Maintenant, Mezzenga et Bolisetty ont utilisé leur membrane pour purifier les effluents hospitaliers contaminés par des éléments radioactifs. Au cours de leur enquête, les deux chercheurs ont découvert que leur filtre est également efficace pour éliminer ces substances. Leur étude a récemment été publiée dans la revue Sciences de l'environnement :recherche et technologie de l'eau .

Les tests en laboratoire montrent que la membrane est capable d'éliminer les radionucléides utilisés dans le domaine médical :le technétium-99m, l'iode-123 et le gallium-68—de l'eau avec des rendements de plus de 99,8 % en une seule étape de filtration.

Les chercheurs ont également testé leur membrane filtrante avec un échantillon d'effluents réels d'un hôpital suisse, qui contenait de l'iode 131 et du lutétium 177 radioactifs. Il a retiré les deux éléments presque complètement de l'eau.

Le stockage de matières radioactives nécessite de l'espace

Les professionnels de la santé utilisent des radionucléides pour traiter le cancer, par exemple, ou comme agent de contraste dans les procédures d'imagerie. Dans la plupart des cas, ces matériaux ne sont que légèrement radioactifs et ont une courte demi-vie de quelques heures ou jours seulement.

Néanmoins, l'élimination dans le réseau d'égouts n'est autorisée ni pour les effluents hospitaliers contenant ces substances ni pour les déchets humains des patients traités avec ces substances. Les hôpitaux doivent donc stocker les effluents en toute sécurité et en toute sécurité dans des conteneurs spéciaux jusqu'à ce que la radioactivité soit tombée à un niveau inoffensif. Cela crée des problèmes d'espace. Mais ce n'est pas le seul problème. Il est également nécessaire de s'assurer que le personnel et l'environnement sont protégés contre les rayonnements.

La membrane réduit massivement les volumes de déchets

"Grâce à notre membrane, il est possible de réduire énormément la quantité de déchets et de stocker les éléments rayonnants aussi compacts, solides secs, " dit Mezzenga. Une fois que la membrane a atteint sa pleine capacité d'absorption, il peut être remplacé et stocké d'une manière qui ne prend pas beaucoup de place, il explique. Les liquides filtrés peuvent ensuite être rejetés en toute sécurité dans le système d'égouts.

Le co-auteur de l'étude, Bolisetty, a cofondé BluAct Technologies GmbH il y a quatre ans. Aujourd'hui, son entreprise prépare un projet pilote avec un grand hôpital suisse soucieux de tester la filtration des effluents radioactifs. Il est convaincu que le projet sera bientôt opérationnel. Des négociations sont actuellement en cours pour établir un moyen sûr de mettre en œuvre les filtres.

Bolisetty mène également des négociations avec une société japonaise impliquée dans l'opération de nettoyage de Fukushima sur l'utilisation de la membrane filtrante pour traiter un échantillon de l'eau contaminée. Son objectif est de savoir s'il élimine de manière fiable la plupart des éléments radioactifs et s'il est adapté au traitement de gros volumes.

Membrane filtrante efficace à grande échelle

Sur la base des résultats de leur étude actuelle, Le professeur de l'ETH Mezzenga pense que le produit a ce qu'il faut. « La membrane filtrante élimine à grande échelle les isotopes radioactifs, " dit-il. En principe, tous les isotopes radioactifs du tableau périodique situés entre les extrêmes testés, c'est-à-dire le technétium et l'uranium, se lier à la membrane. Il s'agit notamment du césium radioactif, iode, argent et cobalt, qui sont tous présents dans l'eau qui fuit de Fukushima. De grandes quantités de tritium sont également présentes; c'est le seul élément qui ne se liera probablement pas à la membrane car il est trop petit.

"Si notre hypothèse est correcte, la membrane filtrante pourrait réduire massivement le volume des eaux usées à Fukushima, ce qui signifie qu'aucune eau radioactive ne devrait être déversée dans l'océan Pacifique, " dit Bolisetty. Il explique que les filtres saturés d'éléments hautement radioactifs peuvent être stockés sous forme de solides, par exemple au même endroit que les crayons combustibles usés des centrales nucléaires.

Il n'est pas particulièrement difficile de produire la membrane filtrante. La protéine de lactosérum utilisée est un déchet de l'industrie laitière, pas cher et disponible partout. Le composant de charbon actif est également facilement disponible. « Je suis convaincu que le Japon pourrait commencer à utiliser la membrane filtrante dès maintenant et, ce faisant, résoudre un grave problème environnemental, " dit Bolisetty.