Une équipe de chercheurs conçoit de nouveaux systèmes pour capter la vapeur d’eau dans l’air et la transformer en liquide.
Michael Tam, professeur à l’université de Waterloo, et ses doctorants Yi Wang et Weinan Zhao ont mis au point des éponges ou des membranes à grande surface qui captent en permanence l’humidité de leur environnement.
Traditionnellement, l’eau douce destinée à la consommation est prélevée dans les rivières, les lacs, les nappes phréatiques et les océans (avec traitement). Les technologies actuelles développées par le Dr Tam s’inspirent de la nature pour collecter l’eau à partir d’autres sources, car le monde est confronté à un grave problème de pénurie d’eau douce.
"Une toile d’araignée est une merveille d’ingénierie", a déclaré M. Tam, titulaire d’une chaire de recherche universitaire dans le domaine des colloïdes fonctionnels et des nanomatériaux durables. "L’eau est capturée efficacement par la toile. L’araignée n’a pas besoin d’aller boire à la rivière, car elle retient l’humidité de l’air".
De même, les scarabées du désert de Namibie n’ont pas facilement accès à l’eau, mais ils s’en procurent dans l’air en se penchant dans le vent pour capturer les gouttelettes d’eau du brouillard avec leur armure corporelle texturée. Cela permet à l’humidité de s’accumuler et de couler dans leur bouche.
Tam et son groupe de recherche se consacrent à l’ingénierie des surfaces biomimétiques pour la collecte durable de l’eau. L’une des technologies conçues par Tam s’appelle la récupération de l’eau atmosphérique. Pour imiter la structure de surface unique du coléoptère, le groupe de recherche de M. Tam conçoit une structure de surface similaire à l’aide d’une émulsion de cire stabilisée à la cellulose afin de fabriquer des surfaces qui attirent de minuscules gouttelettes d’eau tout en libérant rapidement les plus grosses.
Tam travaille avec des matériaux à teneur nulle en carbone, tels que les matériaux naturels et à base de plantes, pour développer des technologies durables. Son groupe de recherche met au point des technologies qui capturent et repoussent les gouttelettes d’eau en exploitant la puissance de la science interfaciale et de la nanotechnologie. Il a réussi à mettre au point du papier superhydrophobe et imperméable. Il travaille également à la conception d’une surface intelligente et réglable qui capture l’eau de l’air et la déshumidifie avec une consommation d’énergie minimale.
La prochaine étape consistera à mettre au point un processus modulable pour créer de telles surfaces.
Les systèmes d’évaporation solaire exploitent directement l’énergie solaire en absorbant l’eau et en générant de la vapeur fraîche collectable par évaporation. Les structures uniques des champignons ont inspiré les conceptions structurelles biomimétiques intelligentes pour l’évaporation solaire.
Les systèmes de production d’eau douce proposés sont peu coûteux, économes en énergie et respectueux de l’environnement.
Dans une publication récente parue dans Nature Water, Tam et son équipe examinent plusieurs nouvelles technologies prometteuses de collecte et de purification de l’eau.
De plus amples informations sur les recherches de Tam sont disponibles dans ce document.
