Tel que démontré sur la photo ci-dessus, les molécules d’eau (boules rouges et blanches), les ions de sodium et de chlore (boules vertes et violettes) qui se trouvent dans l’eau salée sur la droite de la photo, rencontrent la grille bleue (la feuille/grille de graphène spéciale)… elles la traversent en laissant derrière les boules vertes et violettes.

Nous le savons, 97 % des ressources en eau de la terre proviennent de la mer. Et des moins de 3 % de réserves d’eau douce, seulement 1 % sont accessibles.

Jusqu’à maintenant, les méthodes de dessalement de l’eau de mer se sont avérées très coûteuses, les rendant ainsi inaccessibles.

Récemment, une équipe de chercheurs de l’Université de Technologie du Massachusetts, sous la direction du professeur Jeffrey Grossman, a mis au point une méthode économique de dessalement de l’eau de mer. Il s’agit de membranes de graphène, qui permettraient de rendre potables les réserves d’eau salée du globe. Ces membranes de graphène seraient beaucoup plus efficaces et beaucoup moins coûteuses que les membranes utilisées actuellement.

La technique actuelle de dessalement de l’eau de mer utilise le phénomène d’osmose inverse avec des membranes poreuses. Toutefois, celles-ci nécessitent une pression très élevée et demande donc beaucoup d’énergie. C’est pourquoi les chercheurs du Département de Science et Génie des Matériaux de MIT ont eu l’idée géniale de troquer les membranes habituelles par des membranes au graphène, qui sont mille fois moins épaisses et qui nécessitent beaucoup moins d’énergie. Le graphène, en plus d’être plus résistant, présente une épaisseur égale à un atome de carbone.

David Coehn-Tanugi, un des membres de l’équipe qui a réalisé les travaux, explique comment se sont passées les recherches, sous la direction du professeur Jeffrey Grossman : “En utilisant un outil de calcul appelé Molecular Dynamics, nous avons modélisé le comportement de l’eau salée qui s’écoule à travers les membranes de graphène à l’échelle atomique. Nos simulations montrent que le graphène pourrait permettre à l’eau de traverser la membrane avec une perméabilité supérieure à 100 fois celle des membranes existantes, tout en rejetant toujours le sel. Le moyen d’y parvenir consiste à introduire de petits pores de l’ordre d’un milliardième de mètre [soit un nanomètre NDLR] dans la structure du graphène. [...] Et parce que le graphène est l’un des matériaux les plus résistants, cette membrane est capable de résister aux pressions nécessaires au dessalement de l’eau”.

En contrepartie, les membranes en graphène simulées par l’ordinateur présentent deux problèmes importants. Tout d’abord, il faudrait trouver la manière la moins coûteuse de produire du graphène en grande quantité. Ensuite, la méthode de création des feuilles de graphènes avec des pores aussi petits reste à être mise au point. Mais l’équipe de recherche est consciente de ces difficultés et demeure extrêmement optimiste : “Il reste encore beaucoup de travail à faire sur ce sujet, mais nous sommes très encouragés par les résultats existants et nous sommes impatients de voir le rôle que le graphène nanoporeux pourrait jouer dans l’avenir des ressources mondiales en eau“.

Pour Joshua Schrier, professeur adjoint de chimie à Haverford College : “Les prévisions sont assez excitantes pour qu’elles puissent motiver les ingénieurs chimistes d’effectuer des analyses économiques plus détaillées de dessalement de l’eau … avec ces types de matériaux“. Jusqu’à maintenant, les scientifiques ont fait des essais virtuels du processus afin de déterminer ses caractéristiques optimales, mais ils vont “commencer à travailler sur des prototypes cet été”, d’après le professeur Grossman.

Quoi qu’il en soit, cette méthode de dessalement de l’eau de mer nous permet de rêver en et donne une lueur d’espoir à tous les humains qui souffrent de la pénurie d’eau potable. Ce manque, qui est présent dans plusieurs parties du monde, devient un problème de plus en plus pressant à régler considérant que la population mondiale ne cesse d’augmenter. Le dessalement est une solution extrêmement intéressante mais elle demeure actuellement trop coûteuse.

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