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Des nanomatériaux biologiques pour purifier l’eau
La raréfaction de l’eau est l’un des principaux défis du XXIe siècle. De nouvelles membranes de filtration et de purification, à faible coût et d’origine biologique, promettent de faciliter l’accès à une eau propre.
Selon les Nations unies (ONU), l’usage de l’eau a augmenté deux fois plus vite que la population au cours du siècle passé. Chaque année, la compétition pour l’eau s’intensifie entre ses différents usages, comme l’agriculture, et les autres nécessités de la vie.
Le projet NANOSELECT (Functional membranes/ filters with anti/low-fouling surfaces for water purification through selective adsorption on biobased nanocrystals and fibrils) travaille à des membranes de purification basées sur des nanomatériaux, afin de décentraliser le traitement l’eau (communale ou industrielle) et de contribuer à améliorer la situation.
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Les chercheurs conçoivent, réalisent et testent des prototypes utilisant des membranes de nanocellulose, de nanochitine ou des deux (la cellulose et la chitine sont polysaccharides venant des plantes ou de l’exosquelette des crustacés). Le but est d’utiliser des membranes et des modules à membrane pour retirer des eaux industrielles polluées tous les composés toxiques comme les ions de métaux lourds, les pesticides et les engrais.
Les chercheurs testeront aussi la capacité de mettre au rebut les membranes par compostage, ainsi que l’impact sur l’environnement en fin de vie. Ces membranes d’origine biologique apportent donc une méthode de traitement de l’eau qui est particulièrement économe en énergie et en coûts, biodégradable et non toxique.
L’équipe a appliqué des processus industriels bien établis pour augmenter rapidement l’échelle de la production des nanoparticules (les nanocristaux de cellulose et de chitine, et les nanofibres de cellulose) obtenues à partir de ressources biologiques. La nano-cellulose et la nano-chitine ont montré une adsorption satisfaisante des ions de métaux lourds, assurant une purification efficace de l’eau.
Les chercheurs ont préparé des membranes d’origine totalement biologique, à partir de nanocristaux de cellulose, de nanofibres de cellulose et de nanocristaux de chitine, sous forme native, ainsi qu’à partir de nanocristaux de cellulose dont la surface a été modifiée. Ils ont testé diverses modifications pour améliorer la filtration, les propriétés mécaniques et l’efficacité de l’adsorption.
NANOSELECT facilitera la récupération de métaux lourds et une purification de l’eau très efficace et décentralisée, avec une grande sélectivité et un taux élevé d’adsorption. Il proposera également des surfaces réutilisables, empêchant ou réduisant l’encrassement. Le retrait des polluants présents dans l’eau sera avantageux sur le long terme pour la santé et la qualité de vie.
Les travaux du projet conduiront à de nouveaux produits verts, sous la forme de nanomembranes, de filtres et d’adsorbants pour purifier l’eau, plus efficaces que les solutions actuelles, plus économiques et plus respectueux de l’environnement.
Le projet proposera des solutions durables pour le recyclage de l’eau ainsi que pour le traitement des effluents industriels afin d’en retirer et de récupérer les ions de métaux lourds, les engrais, les médicaments et les pesticides. Ceci améliorera la qualité des eaux de ruissellement et des nappes phréatiques, d’abord en Europe puis au niveau mondial, avec un impact de grande envergure sur l’environnement.
Source : CORDIS – http://cordis.europa.eu
Résumé du rapport
