Dessaler l’eau de mer sans assoiffer la planète : une chercheuse relève le défi

L’accès à  l’eau potable représente un défi majeur pour de nombreuses régions du monde. Une chercheuse américaine propose une solution innovante pour rendre le dessalement de l’ eau de mer plus efficace et respectueux de l’environnement. Cette avancée pourrait transformer la façon dont nous produisons l’eau douce à partir des océans.

La raréfaction des ressources en eau douce pousse de plus en plus de pays à se tourner vers le dessalement de l’eau de mer. Cependant, les techniques actuelles consomment beaucoup d’énergie, souvent issue de combustibles fossiles. Résultat : la production d’eau potable contribue paradoxalement au réchauffement climatique qu’elle cherche à atténuer.

C’est ce problème que Yangying Zhu, professeure assistante au département de génie mécanique de l’UC Santa Barbara, a décidé d’aborder. Son projet vient de recevoir une subvention de 500 000 dollars sur deux ans de l’Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), une agence du Département de l’Énergie des États-Unis.

Une approche novatrice du dessalement

Le projet de Yangying Zhu vise deux objectifs principaux :

1. Améliorer l’efficacité énergétique

La chercheuse explique : «Nous voulons améliorer l’efficacité énergétique du processus de distillation thermique pour le dessalement par rapport à l’état de l’art actuel.» L’objectif est ambitieux : doubler l’efficacité énergétique, ce qui réduirait de moitié la consommation d’énergie.

2. Utiliser des énergies renouvelables

«Nous souhaitons utiliser des énergies renouvelables – soit solaire, soit la chaleur résiduelle de l’industrie, comme celle des centrales électriques et des centres de données – pour alimenter le processus», précise Yangying Zhu. L’idée est de réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

Une nouvelle architecture pour le dessalement

Pour atteindre ses objectifs, Yangying Zhu compte développer une architecture novatrice optimisant le transfert de chaleur et de masse dans le processus de dessalement. La méthode conventionnelle de distillation thermique consomme beaucoup d’énergie pour chauffer l’ensemble de l’eau salée.

L’approche de Zhu est différente : elle propose de concevoir des matériaux microstructurés permettant de délivrer la chaleur directement aux interfaces liquide-vapeur. Cette technique éviterait le transfert de chaleur énergivore à travers tout le volume d’eau. La subvention de l’ARPA-E s’inscrit dans un nouveau programme nommé IGNIITE 2024, destiné à soutenir les jeunes scientifiques et ingénieurs dans le développement de technologies énergétiques innovantes. Sur 400 candidatures, seuls 23 projets ont été retenus, dont celui de Yangying Zhu.

Le doyen de la faculté d’ingénierie, Umesh Mishra, souligne l’importance de cette réussite : «L’obtention d’une des toutes premières subventions ARPA-E pour un chercheur unique est un accomplissement remarquable pour Zhu, l’une de nos extraordinaires jeunes professeures.»

Yangying Zhu (à droite), professeur adjoint au département de génie mécanique de l’UCSB, reçoit son certificat de récompense du directeur du programme ARPA-E, le Dr Evelyn Wang, à l’Académie nationale des sciences, à Washington, D.C. Credit : James Badham

Yangying Zhu exprime quant à elle sa gratitude : «Je me sens très chanceuse d’avoir été sélectionnée après un processus de candidature exigeant qui impliquait la soumission d’un document conceptuel, une présentation en personne sur la proposition, puis la soumission d’une proposition complète.»

Des perspectives encourageantes

Au-delà du financement, le programme ARPA-E offre un accompagnement précieux. Yangying Zhu bénéficiera du mentorat d’experts de l’agence, notamment sur les aspects de transfert de technologie vers le marché.

La chercheuse souligne l’importance des financements initiaux reçus de son université : «Je suis vraiment reconnaissante pour ces opportunités de subventions de démarrage sur le campus. Elles ne sont pas importantes en termes de montant, mais elles vous donnent du temps pour réfléchir et une certaine liberté pour poursuivre l’idée.»

Si le projet de Yangying Zhu porte ses fruits, il pourrait conduire à des améliorations significatives dans l’efficacité des technologies de dessalement. Une avancée qui s’annonce cruciale pour l’avenir de l’approvisionnement en  eau potable à l’échelle mondiale.

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Source: University of California – Santa Barbara