Hooman Chamani, doctorant à l’Université d’Ottawa, s’est donné une mission : faire face à la crise mondiale de l’eau dans le respect de l’environnement. Plus facile à dire qu’à faire... jusqu’à tout récemment.
En collaboration avec Christopher Lan et Takeshi Matsuura, professeurs au Département de génie chimique et biologique de l’Université d’Ottawa, et leur équipe de recherche composée de Joanne Woloszyn et de Dipak Rana, une solution écologique (mais commercialement viable) qui s’avère supérieure aux techniques de dessalement actuelles a été identifiée.
Selon l’étude du groupe intitulée Pore wetting in membrane distillation: A comprehensive review, qui vient d’être publiée dans la prestigieuse revue scientifique Progress in Materials Science, la « distillation membranaire » commercialisée offrirait une source écoresponsable d’eau propre et potable.
« La commercialisation de la distillation membranaire à grande échelle nous aidera à résoudre la crise de l’eau », soutient le premier auteur de l’étude, Hooman Chamani.
La planète bleue
Bien que notre planète soit surtout recouverte d’eau, on y trouve relativement peu d’eau douce naturelle : elle ne constitue en effet que 2,5 % de l’hydrosphère. Le reste, soit 97,5 %, est composé d’eau saline.
La croissance de la population fait augmenter la demande en eau, de sorte que la rareté de l’eau douce devient problématique.
« Plus de deux milliards de personnes aux quatre coins du monde sont privées d’eau potable », souligne Hooman Chamani. « Même au Canada, pays riche en eau douche, certaines régions connaissent des pénuries. Les activités humaines comme l’urbanisation et l’industrialisation exacerbent le problème en polluant les réserves disponibles. De plus, les changements climatiques associés au réchauffement planétaire des dernières décennies aggravent considérablement cette crise mondiale. »
Le dessalement consiste à retirer les sels et minéraux de l’eau saline pour obtenir de l’eau douce.
« Pour dessaler l’eau de mer, on utilise une technique de pointe : l’osmose inverse », explique l’auteur principal Christopher Lan. « Toutefois, elle comporte un inconvénient important, à savoir l’impossibilité de dessaler les eaux hypersalines. Une autre méthode de dessalement, la distillation membranaire, est plus efficace à cet égard. »
Le mouillage des pores de la membrane
Mais si la distillation membranaire est un meilleur moyen d’obtenir de l’eau propre, pourquoi n’est-elle pas encore commercialisée à grande échelle?
Selon l’équipe de recherche, le plus grand désavantage de la distillation membranaire est le « mouillage des pores de la membrane ».
« Une fois ce problème réglé, il se pourrait fort bien que la distillation membranaire remplace l’osmose inverse comme technique de dessalement par excellence », affirme Takeshi Matsuura. « Nous tentons de rendre la distillation membranaire plus commercialement viable en nous penchant tout particulièrement sur ce qui est à la base du mouillage des pores. Dans notre article, nous présentons en détail tous les progrès accomplis récemment, y compris les nôtres, pour empêcher que les pores de la membrane soient mouillés. »
« Nous explorons ainsi toutes les facettes du plus gros problème de la distillation membranaire, afin de faire la lumière sur ce phénomène indésirable grâce aux meilleures connaissances dans le domaine. »
Sûr pour nous, sûr pour l’environnement
« La saumure issue de l’osmose inverse est très concentrée; son élimination est donc un enjeu environnemental majeur », dit Hooman Chamani. « Le traitement des eaux hypersalines au moyen d’un procédé commercialisé de distillation membranaire aide non seulement à fournir de l’eau potable à plus de gens, mais aussi à gérer ces saumures tout en protégeant l’environnement. »
Or, c’est là un défi de taille.
« Après de nombreuses années de travail, notre équipe a constaté que le mouillage des pores était l’un des plus importants problèmes de la distillation membranaire », conclut Christopher Lan. « Hooman Chamani a décidé de s’y attaquer, comme en témoignent plusieurs publications percutantes. Il est l’un des meilleurs doctorants de l’histoire de notre laboratoire. Ce qui l’anime, c’est cette idée de résoudre la crise de l’eau par la commercialisation de la distillation membranaire à grande échelle. »
Journal
Progress in Materials Science
Article Title
Pore wetting in membrane distillation: A comprehensive review
Article Publication Date
9-Jul-2021