Exploiter le soleil pour désinfecter l’eau

Exploiter le soleil pour désinfecter l'eau

Crédit : École d’ingénierie et de sciences appliquées de Yale

Le manque d’accès à l’eau potable est un problème majeur pour un tiers de la population mondiale, en particulier pour ceux qui vivent dans les zones rurales. En raison de la lumière solaire abondante dans bon nombre de ces régions, la technologie de désinfection solaire est très prometteuse. On ne sait pas, cependant, quelle forme de désinfection solaire fonctionnerait le mieux.

Une équipe de chercheurs, dirigée par Jaehong Kim, professeur d’ingénierie Henry P. Becton Sr. au Département de génie chimique et environnemental, a étudié les avantages et les inconvénients de cinq des technologies de désinfection à base solaire les plus courantes qui sont appliquées à leur niveau point d’utilisation : photocatalyse à semi-conducteur pour produire un radical hydroxyle, photosensibilisation des colorants pour produire de l’oxygène singulet, irradiation UV à l’aide de LED alimentées par un panneau photovoltaïque, distillation à l’aide d’un alambic solaire et pasteurisation solaire en élevant la température de l’eau en vrac à 75 °C. Les résultats sont publiés dans Durabilité naturelle.

“C’est vraiment la première analyse basée sur la quantité de lumière solaire dans le monde et sur la manière dont nous pouvons utiliser la lumière solaire pour la désinfection de l’eau”, a déclaré Kim. “La désinfection est l’objectif de traitement le plus important dans de nombreux cas, car les maladies d’origine hydrique sont l’une des principales causes de mortalité et de morbidité dans le monde.”

Dans le cadre de leur analyse, les chercheurs concluent que la pasteurisation solaire pourrait être la plus prometteuse. Il est moins dépendant des percées dans les matériaux, moins affecté par les types d’agents pathogènes, et il atteint une capacité de désinfection beaucoup plus grande en moyenne.

“La raison pour laquelle il est efficace est que chaque micro-organisme mourra si la température est supérieure à 75 degrés Celsius pendant quelques minutes”, a déclaré Kim. “Peut-être qu’il s’agit simplement d’augmenter la température de l’eau, une solution simple mais efficace.”

Comparer les différentes méthodes peut être délicat, a déclaré Kim, car les conditions varient considérablement dans le monde, notamment le type d’agent pathogène, l’intensité solaire et la qualité de l’eau.

“Nous avons décidé d’avoir une vision holistique de notre approche de ce problème en faisant des tests de simulation, donc tout ce document est basé sur des simulations informatiques”, a-t-il déclaré. “Nous avons effectué une analyse de sensibilité approfondie et modifié les variables pour voir comment les performances dépendent des variations de certains paramètres.”

Les chercheurs se sont concentrés sur les technologies au point d’utilisation, car bon nombre des régions qu’ils ont étudiées ont une infrastructure très médiocre et sont hors réseau. Par conséquent, le traitement et la distribution centralisés de l’eau ne sont pas une solution viable en raison des coûts d’investissement et de maintenance élevés. Les technologies de traitement de l’eau au point d’utilisation, cependant, ont des coûts relativement faibles et sont simples à utiliser.

L’article pourrait potentiellement servir de guide à d’autres chercheurs dans le domaine du traitement solaire de l’eau.

“Ce document compare pour la première fois de manière critique les technologies que les gens ont étudiées au cours des dernières décennies”, a déclaré Kim. “J’espère qu’il deviendra une référence et un guide importants pour quiconque étudie et pratique la désinfection solaire pour le traitement de l’eau.”


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Plus d’information:
Inhyeong Jeon et al, Évaluation technologique de la désinfection solaire pour le traitement de l’eau potable, Durabilité naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41893-022-00915-7

Fourni par l’Université de Yale

Citation: Exploiter le soleil pour désinfecter l’eau (7 juillet 2022) récupéré le 7 juillet 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-07-harnessing-sun-disinfect.html

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