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Purifier l'eau avec un linge de coton, des nanotubes et de l'électricité

ActualitéClassé sous :technologie , médecine , purifier l'eau

En cette Semaine mondiale de l'eau, une innovation opportune - encore potentielle - vient de faire surface. Mélange de bricolage et de nanotechnologie, elle permettrait de purifier l'eau rapidement et à peu de frais.

Une image du filtre au microscope électronique à balayage. Entre les fibres de coton (les plus grosses structures cylindriques) s'accrochent les nanofils d'argent. © Stanford University

« Plonger un vêtement en coton dans un bouillon de nanofils d'argent et de nanotubes de carbone » : c'est la recette indiquée, dans un communiqué, par l'Université de Stanford (Etats-Unis), pour expliquer la nature d'un filtre anti-bactérien d'un nouveau genre inventé par l'équipe de Yi Cui et qui vient d'être décrit dans la revue Nano Letters. L'homme n'est pas un inconnu. Son laboratoire, spécialiste de l'électronique souple, a déjà présenté une batterie en papier et une batterie intégrée à un vêtement.

Pour utiliser ce filtre, brancher deux fils de part et d'autre du linge, rendu conducteur par les nanoparticules. Faire couler l'eau à filtrer. Les pores sont plus grands que les bactéries mais au passage, elles sont électrocutées... De plus, l'argent est nocif pour elles. « Avant la pasteurisation et la réfrigération, rappelle Sarah Heilshorn, qui a participé à ce travail, les gens plaçaient des pièces en argent dans les bouteilles de lait, ou même les avalaient. » Ce métal, notent les auteurs, empêche la formation d'un film bactérien, une des causes qui réduisent l'efficacité des filtres traditionnels.

Comme ces pores sont larges, la filtration ne nécessite pas de pompage, l'eau coulant par gravité. La pompe, instrument coûteux, est supprimée et la filtration devient très rapide. Les essais montrent que la vitesse est 80.000 fois plus élevée que celle obtenue avec une filtration mécanique avec flux d'eau forcé, dans laquelle des pores très petits retiennent les bactéries. L'efficacité est excellente pour un prototype mais encore insuffisante pour fournir une eau vraiment potable : lors des tests, 98% des bactéries présentes (en l'occurrence Escherichia coli) ont été éliminées par plusieurs couches de tissu superposées, d'une épaisseur de près de 6,5 centimètres, enfoncées dans le fond d'un entonnoir.

Un milliard d'utilisateurs potentiels

La puissance électrique à fournir est faible : quelques milliampères sous une tension de 20 volts. Le courant peut donc être fourni par une paire de batteries de voiture, des panneaux solaires voire un générateur à main ou à pédales.

Car Yi Cui et ses collègues destinent leur invention aux pays où on a soif et où le manque d'eau potable induit une kyrielle de maladies souvent mortelles, comme le choléra ou l'hépatite. Alors qu'une Semaine mondiale de l'eau réunit des experts à Stockholm (et que nous sommes dans la Décennie mondiale de l'eau, 2005-2015), l'Organisation Mondiale de la Santé rappelle que « plus d'un milliard de personnes n'ont pas accès à une source d'eau sûre et 2,6 milliards de personnes ne disposent pas de moyens d'assainissement satisfaisants ». Selon les chiffres de l'OMS, le manque d'eau potable tue 1,8 million de personnes par an.

Souvent, ce sont les procédés d'assainissement qui font défaut. Une méthode fiable et simple de filtration serait donc plus que la bienvenue. Le système de l'équipe américaine revient peu cher à fabriquer. « La quantité d'argent représentée par ces nanofils est très faible, si bien que le prix en est négligeable » affirme Yi Cui. Les nanotubes de carbone, eux, ne se fabriquent pas encore à l'échelle industrielle mais des procédés sont actuellement à l'étude pour en faciliter l'utilisation. Quant au tissu, les chercheurs ont utilisé... un vêtement en coton acheté dans le commerce.

De futures étapes sont à franchir avant de penser à une fabrication massive de ces filtres. Le danger possible des nanotubes de carbone pour la santé doit être pris en compte et il faut donc s'assurer que ces nanoparticules restent bien dans le filtre. L'efficacité doit être améliorée et vérifiée sur d'autres catégories de bactéries. Mais ces premiers résultats semblent vraiment prometteurs, surtout au regard de l'ampleur du problème de l'eau potable.

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