Le Fonds des Nations unies pour l’enfance estime que plus de 700 millions de personnes dans le monde sont privées d’accès à l’eau potable, et que la consommation d’eau contaminée tue chaque année 300 000 enfants. À l’heure actuelle, une université japonaise s’est lancée dans des travaux de recherche utilisant la nanotechnologie dans la désalinisation de l’eau de mer et le traitement de l’eau. Sa contribution pourrait être colossale pour l’humanité.
La désalinisation est un problème qui concerne l’humanité tout entière
La garantie d’un accès régulier à l’eau potable constitue le sixième des 17 Objectifs de développement durable (ODD) des Nations unies. La question de l’eau comporte aussi des aspects qui vont au-delà de la santé. Par exemple, un article présenté lors d’une conférence internationale sur la désalinisation montrait que l’accès à l’eau entretient aussi des liens avec l’égalité des sexes et l’égalité des chances dans l’enseignement, du simple fait que nombre de femmes et d’enfants sont contraints de consacrer leur temps à la lourde tâche de la collecte de l’eau, qui prive un grand nombre d’enfants de la possibilité de recevoir un enseignement adéquat. Seuls quelques douzaines de pays dans le monde offrent un accès fiable et direct à une eau du robinet potable, mais l’urgence de la question de l’approvisionnement en eau des ménages tient aussi au vieillissement des infrastructures et à la détérioration des sources d’eau.
Dans le même temps, la communauté internationale se préoccupe davantage de la neutralité carbone. À titre d’effort en ce sens, on peut citer le projet d’accroissement de la végétation et de protection du milieu marin en cours en Arabie Saoudite et dans d’autres pays du Moyen-Orient, où la technologie durable de la désalinisation est vouée aujourd’hui et demain à jouer un rôle essentiel. La désertification, imputable à la fois au réchauffement climatique et à l’augmentation rapide de la consommation d’eau provoquée par la croissance démographique et économique, met en évidence les pressions exercées sur les sources d’eau. La nécessité de renforcer la stabilité des ressources aquatiques via l’amélioration de la technologie de désalinisation de l’eau de mer concerne l’humanité toute entière.
Usine de désalinisation sur la côte ouest de l’Arabie Saoudite. (Avec l’aimable autorisation de la Saline Water Conversion Corporation du royaume d’Arabie Saoudite)La technologie clef : les membranes d’osmose inverse
À l’heure actuelle, la méthode sur laquelle repose la principale technologie de désalinisation est celle de la membrane d’osmose inverse. Elle s’appuie sur les principes fondamentaux de purification à l’aide d’une membrane percée d’innombrables pores microscopiques ne laissant passer que l’eau pour éliminer le sel et d’autres substances de l’eau de mer de façon à obtenir de l’eau douce. Aujourd’hui, ce procédé produit chaque jour quelque 65 millions de tonnes d’eau douce dans le monde, soit l’équivalent de 14 fois l’approvisionnement public en eau de Tokyo, une ville qui compte environ 14 millions d’habitants. Cette eau dessalée sert principalement à l’approvisionnement de la municipalité en eau, qui absorbe environ 60 % de la production, contre 30 % consacré à un usage industriel. La technologie de l’osmose inverse offre à l’évidence une précieuse contribution à l’humanité.
Modules tubulaires de désalinisation installés dans une usine de désalinisation de la côte ouest de l’Arabie Saoudite. Ils contiennent des membranes d’osmose inverse qui éliminent le sel de l’eau de mer. (Avec l’aimable autorisation de la Saline Water Conversion Corporation du royaume d’Arabie Saoudite)Les membranes d’osmose inverse dont l’usage s’est répandu dans le monde d’aujourd’hui sont constituées d’un polymère appelé polyamide aromatique réticulé, qui est un nylon d’un poids moléculaire élevé et d’une épaisseur de plusieurs centaines de nanomètres. Elles sont le fruit des nombreuses améliorations dont les membranes d’osmose inverse ont bénéficié depuis leur apparition dans les années 1970. L’osmose inverse, qui offre une source sûre et stable d’eau douce à partir de l’eau de mer, s’est désormais avérée très bénéfique dans le monde entier, mais en cette époque où l’urgence des mesures environnementales durables s’impose à l’échelle planétaire, ce domaine exige un supplément d’innovation technique à partir de la technologie accumulée jusqu’ici.
Le premier domaine qui demande des améliorations est celui des coûts. Actuellement, l’élimination de 99,8 % du sel de l’eau de mer en vue de produire de l’eau douce potable exige une pression hydraulique très élevée, de l’ordre de sept mégapascals. L’énorme demande d’électricité ainsi générée porte le coût de la désalinisation à environ 1 dollar la tonne. Les organisations internationales qui œuvrent à la désalinisation s’efforcent de réduire ce coût de moitié en faisant appel à des concepts écologiques et durables.
Nous devons aussi progresser dans nos recherches sur les mesures à prendre pour éviter de détériorer la qualité de l’eau des océans. Le processus de désalinisation produit 1,5 litre de saumure extrêmement concentrée pour chaque litre d’eau douce potable obtenu. Cette saumure contient deux fois plus de sel que l’eau de mer, et des groupes de surveillance ont signalé que l’impact de ces rejets sur les écosystèmes marins, en particulier ceux qui sont fermés, est un problème qui réclame notre attention. Une solution prometteuse consisterait à recycler la saumure sous forme de ressources minérales réutilisables. Les chercheurs se sont mis en quête de façons de recycler des ressources minérales telles que le sel, le lithium et le magnésium extraits de la saumure.
Le rôle majeur de la résilience dans la préservation de l’environnement marin
Une mesure efficace en termes de protection de l’environnement et de réduction des coûts consisterait à augmenter la résilience des membranes. Pour renforcer les membranes d’osmose inverse, il faut tout d’abord réduire le niveau des contaminants qui adhèrent à leur surface. L’eau de mer regorge d’impuretés telles que le plancton, susceptibles d’obstruer les membranes pendant la filtration. L’élimination des substances organiques naturelles comme l’acide alginique produit par les algues ou l’acide humique provenant de la décomposition des matières végétales s’avère particulièrement difficile. Ces contaminants obstruent les chemins de diffusion des membranes au niveau moléculaire, ce qui réduit leur perméabilité à l’eau et leurs taux de désalinisation. Lorsque cela se produit, la circulation ne peut pas être rétablie, même en augmentant la pression hydraulique. Il n’y a pas d’autre solution que de fermer l’usine de désalinisation concernée et d’injecter de l’eau propre dans le dispositif pour le nettoyer, mais ce processus est lui aussi très coûteux.
À l’heure actuelle, les usines traitent chimiquement l’eau de mer avant désalinisation en vue d’éliminer les impuretés dans l’espoir de réduire la formation de bouchons. Bien que les produits chimiques utilisés soient détoxiqués avant leur rejet en mer, la préservation des environnements marins exige que ces rejets soient réduits au minimum. Dans cette optique, le renforcement de la résilience des membranes d’osmose inverse offre de grands espoirs du fait que le besoin de traitement diminue avec l’augmentation de la durabilité — même si les produits chimiques employés ont fait l’objet d’améliorations notables.
Autres langues