La distillation solaire, moins chère que l’eau du robinet

Un nouveau design bio-inspiré pour les alambics solaires

(Rinnovabili.it) – Et si leeau dessalée était-ce moins cher que celui du robinet ? Un groupe d’ingénieurs du MIT américain et de l’Université Jiao Tong de Shanghai en Chine travaillent sur cet objectif ambitieux, en travaillant sur un nouveau dessalinisateur entièrement passif inspiré de la nature. Le travail de l’équipe, publié ces jours-ci sur Joule (texte anglais)part d’une technologie bien connue : le distillation solaire en plusieurs étapes.

De quoi s’agit-il? Appareils composés d’une série de compartiments séquentiels contenant chacun un échangeur de chaleur et un collecteur de condensats. L’eau de mer entrante se réchauffe et s’évapore à travers les différentes étapes, laissant derrière elle le sel. Dans le même temps, la vapeur d’eau est condensée et collectée pour obtenir de l’eau potable.

Contrairement à d’autres technologies de dessalement, telles queosmose inverse, dans ce cas, le processus est alimenté uniquement par la chaleur solaire. Mais bien que plus efficace que les distillateurs solaires traditionnels à un étage et moins chère que les distillateurs « flash », cette approche présente un problème important : le sel s’accumule rapidement à l’intérieur de l’appareil sous forme de cristaux qui obstruent le système.

Distillation solaire avec circulation thermohaline

Le groupe d’ingénieurs a trouvé une solution directement inspirée de l’océan et de ce que l’on appelle convection « thermohaline ». Comme il l’explique Jennifer Chu sur MIT News, c’est un phénomène qui détermine le mouvement des eaux marines, en fonction des différences de température et de salinité. En détail, les scientifiques ont travaillé sur la conception pour forcer l’eau à s’écouler à l’intérieur dans des vortex rapides, similaires à la circulation thermohaline. Cela garantit que le sel restant de chaque passage continue de circuler dans et hors du distillateur solaire, plutôt que de s’accumuler et de boucher le système.

« Lorsque l’eau de mer est exposée à l’air, la lumière du soleil la fait s’évaporer. Une fois que l’eau quitte la surface, le sel reste. Et plus la concentration en sel est élevée, plus le liquide est dense, et cette eau plus lourde a tendance à s’écouler vers le bas. »explique Lénan Zhangchercheur au Device Research Laboratory du MIT et co-auteur de l’étude. « En imitant ce phénomène dans une petite boîte, nous pouvons exploiter cette fonctionnalité pour repousser le sel. »

4 à 6 litres d’eau potable par heure

L’équipe a construit plusieurs prototypes, à un, trois et dix étages, et testé leurs performances avec des fluides de différentes salinités, notamment de l’eau de mer naturelle et de l’eau sept fois plus salée. Le résultat? Avec un dispositif en dix étapes, ils ont atteint une efficacité record entre l’énergie solaire et l’eau, de 322 % à 121 % dans la plage de salinité de 0 à 20 % en poids sous l’éclairage d’un seul soleil.

Les chercheurs estiment que si le nouveau système de distillation solaire était réduit à la taille d’une petite valise, il pourrait produire environ 4 à 6 litres d’eau potable par heure Et dernières années avant de demander des pièces de rechange. A cette échelle et avec ces performances, le système pourrait produire de l’eau potable à un prix moins cher que l’eau du robinet.