Le désalinisation est le processus qui élimine les particules minérales (sels) de l'eau salée, la rendant ainsi propre à la consommation humaine et à l'irrigation. Les propriétés chimiques de certaines particules les rendent plus difficiles à éliminer que d'autres. Le bore, que l'on trouve naturellement en grande quantité dans la mer Méditerranée, est l'une des particules les plus difficiles à éliminer, car la variation de l'acidité entraîne un changement de ses propriétés. Il est toxique à des concentrations élevées et nuit à la croissance des plantes, ce qui constitue un problème dans le cadre de l'irrigation. Le processus normal d'élimination du bore consiste à doser l'eau avec une base afin de faciliter l'élimination du bore, puis à éliminer la base.
La méthode de dessalement la plus couramment utilisée utilise une membrane, une sorte de tamis qui laisse passer l'eau tout en bloquant les autres particules, en fonction de leur taille ou de leur charge. Cette membrane est toutefois coûteuse et doit être remplacée périodiquement.
Les étudiants en doctorat Amit Shocron et Eric Guyes, sous la supervision du professeur Matthew Suss de la faculté de génie mécanique du Technion, ainsi que leurs collaborateurs de l'université de Wageningen et de Wetsus, ont mis au point une nouvelle technique de modélisation pour prédire le comportement du bore pendant le dessalement au moyen de la déionisation capacitive. Il s'agit d'une technique émergente de traitement et de dessalement de l'eau utilisant des électrodes poreuses relativement bon marché, par opposition à la membrane coûteuse. Lorsqu'un courant électrique est appliqué, les particules chargées (comme le bore dans des conditions de pH élevé) sont adsorbées par les électrodes et donc retirées de l'eau.
Amit Shocron a formulé le cadre théorique qui a permis cette percée, tandis qu'Eric Guyes a construit le dispositif expérimental. En travaillant ensemble, ils ont pu développer ce nouveau système. Ils ont découvert que pour une élimination optimale du bore, l'électrode positive doit être placée en amont de l'électrode négative, ce qui va à l'encontre des idées reçues dans leur domaine. Ils ont également calculé la tension appliquée optimale pour le système et ont constaté qu'une tension plus élevée n'améliore pas nécessairement l'efficacité du système.
La méthode mise au point par le groupe pourrait être utilisée pour résoudre d'autres problèmes de traitement de l'eau, par exemple l'élimination des résidus de médicaments et d'herbicides, qui sont difficiles à éliminer avec les méthodes conventionnelles.
Le professeur Suss est professeur associé à la faculté d'ingénierie mécanique et au département Wolfson d'ingénierie chimique du Technion. Il est affilié au programme énergétique Nancy et Stephen Grand du Technion et à l'institut de recherche sur l'eau Stephen et Nancy Grand du Technion.
Pour l'article dans PNAS, cliquez ici
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