Conception d'un dispositif de traitement d'eau captée depuis l'atmosphère

La pénurie d’eau dans le monde a incité la communauté scientifique à rechercher de nouvelles méthodes de production d’eau potable pour les populations qui y ont un accès restreint. C’est ainsi que la génération d’eau atmosphérique a été suggérée, permettant d’extraire l’eau vapeur présente dans l’air environnant pour y donner accès aux populations des régions reculées. Les éponges nanoporeuses sont un des matériaux développés dans ce but et sont le matériau considéré dans la suite du mémoire. Cependant, il n’y a pas encore eu de recherche sur la qualité minéralogique ou biologique de l’eau ainsi produite, ni de suggestions pour un système de désinfection adapté pour des populations vivant dans des régions reculées et ayant ainsi un accès limité à l’électricité. Des tests sur la teneur en minéraux de l’eau récupérée en utilisant ces éponges nanoporeuses trempées dans l’eau ont été réalisés et ont permis de détecter la présence de carbonate de sodium dans des fortes proportions affectant le goût et les propriétés de l’eau augmentant son pH au-delà de 11, ainsi que l’absence quasi-totale de tout autre minéral. Ceci a mené à la mise en place d’un protocole de rinçage des éponges nanoporeuses afin d’éliminer cette contamination due à un agent de contrôle du pH utilisé lors de leur synthèse. Les résultats ont confirmé la pureté de l’eau obtenue après ce rinçage, tous les minéraux testés étant en quantités très faibles de l’ordre des seuils de détection. Enfin, pour le processus de désinfection, il a été déterminé que l’utilisation de diodes électroluminescentes (DELs) émettant dans l’ultraviolet est la plus adaptée à l’emploi dans des zones reculées du fait de leur faible consommation énergétique, l’absence de consommables et leur simplicité de maintenance. Des simulations ont été réalisées sur COMSOL afin de déterminer les paramètres idéaux du système de désinfection utilisant ces diodes, permettant de décrire une fenêtre d’opération du dispositif dans le cadre d’un écoulement piston de l’eau. Il en est ressorti qu’il existe un rayon, un débit et une configuration de diodes idéaux permettant d’optimiser la désinfection tout en consommant aussi peu d’énergie que possible. Pour des DELs émettant à 11,5mW, le rayon optimal est de 6cm - non affecté par la valeur de débit - avec un flux d’eau maximal de l’ordre du litre par heure pour respecter les normes de potabilité et une configuration de deux bagues de trois DELs. Les résultats obtenus par ces simulations restent à être confirmés expérimentalement et pour obtenir un système complet rendant l’eau produite potable il faut encore concevoir un système de reminéralisation.