L’invention, mise au point par le chimiste jordano-américain Omar Yaghi, lauréat du prix Nobel de chimie 2025, utilise une technique scientifique appelée chimie réticulaire pour créer des matériaux modifiés moléculairement capables d’extraire l’humidité de l’air et de collecter l’eau même dans des conditions désertiques arides.
Atoco, la société technologique fondée par Yagi, a déclaré que ses unités, qui ont environ la taille d’un conteneur maritime de 20 pieds et fonctionnent entièrement à très basse énergie thermique, peuvent être déployées dans les communautés locales pour produire jusqu’à 1 000 litres d’eau potable par jour, même lorsque l’approvisionnement en électricité et en eau est perturbé par la sécheresse ou les tempêtes.
Ce professeur de chimie est convaincu que cette invention va changer le monde et profiter aux îles des Caraïbes sujettes à la sécheresse. Il ajoute qu’elle pourrait constituer une solution pour les pays ayant besoin d’approvisionner en eau des communautés isolées par les ouragans.
Yagi a ajouté que cette invention pourrait constituer une alternative écologique et durable à d’autres sources d’eau, telles que le dessalement, qui peut menacer les écosystèmes lorsque de la saumure concentrée est rejetée dans l’océan.
Comme le rapporte The Guardian, un rapport de l’ONU publié le mois dernier indique que la planète est entrée dans une «ère de faillite mondiale de l’eau», près des trois quarts de la population mondiale vivant dans des pays classés comme étant en situation de stress hydrique ou en danger critique d’extinction.
Quelque 2,2 milliards de personnes n’ont toujours pas accès à l’eau potable, 3,5 milliards n’ont pas accès à des installations sanitaires adéquates et environ 4 milliards subissent de graves pénuries d’eau au moins un mois par an.
Des chercheurs norvégiens ont mis au point un nouveau matériau polymère capable d’extraire l’humidité de l’air et de la transformer en eau potable. Selon les conclusions de SINTEF, cette technologie pourrait améliorer l’efficacité des générateurs d’eau atmosphérique et étendre leur utilisation aux régions à faible humidité.
L’importance de cette recherche tient à la pénurie d’eau croissante à l’échelle mondiale. Selon les estimations de l’Organisation mondiale de la santé et de l’UNICEF, près de deux milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à l’eau potable. Dans ce contexte, la recherche de sources d’eau alternatives est considérée comme un axe majeur du développement durable.
La technologie de production d’eau atmosphérique repose sur l’extraction de l’humidité de l’air à l’aide de sorbants, des matériaux qui absorbent l’eau. Cependant, les solutions existantes présentent une forte consommation d’énergie pour des taux d’humidité inférieurs à 50%, ce qui limite leur utilisation dans les régions les plus arides.
Le matériau mis au point est une combinaison d’un élastomère et d’un polymère absorbant l’eau, similaire dans son principe à des composants utilisés dans les produits d’hygiène. Selon Roberto Mennito, chef de projet, la structure du matériau contient des «centres d’attraction» microscopiques pour l’eau, lui permettant de capter efficacement les molécules d’humidité présentes dans l’air.
SINTEF
Une fois saturé, le matériau chauffe, libérant l’eau accumulée qui se condense et s’accumule dans un réservoir. Ce procédé permet de réduire les coûts énergétiques par rapport aux systèmes de refroidissement et de condensation traditionnels.
Lors des essais, le matériau a démontré sa stabilité et sa capacité à résister à de multiples cycles sans dégradation. Son faible coût est également à noter, grâce à l’utilisation de matières premières facilement disponibles et à un procédé de production simplifié. La production de ce matériau à partir de biomasse est également envisageable.
Un autre avantage de cette technologie réside dans sa flexibilité : le matériau peut être utilisé sous forme de revêtements, de surfaces stratifiées ou de composants imprimés en 3D. Ceci ouvre la voie à l’optimisation de la conception des générateurs et à une réduction accrue de la consommation d’énergie.
Les chercheurs travaillent actuellement à l’industrialisation du procédé et prévoient de créer un prototype. L’un des objectifs est de réduire les coûts de production d’environ 25 % et d’adapter la solution à un usage industriel.
Selon les développeurs, le marché des générateurs d’eau atmosphérique est déjà évalué à 2,5 milliards de dollars et pourrait dépasser les 4 milliards de dollars d’ici 2030. De plus, l’introduction de matériaux plus efficaces pourrait considérablement élargir leur champ d’application, allant des solutions domestiques aux projets humanitaires et d’infrastructure dans les régions aux ressources en eau limitées.
Des ingénieurs de l’Université du Texas à Austin ont mis au point un système portable permettant de produire de l’eau potable à partir de l’humidité atmosphérique. Cette technologie repose sur un tissu spécialisé capable d’extraire l’humidité de l’air et de la transformer en eau potable.
Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Science Advances.
Contrairement à la plupart des systèmes de captage d’eau atmosphérique existants, qui sont des installations fixes, ce nouveau dispositif est intégré directement au vêtement. Le textile absorbant l’humidité capte l’eau de l’air et la dirige vers des modules de stockage amovibles, où se produisent la condensation et la collecte du liquide.
Lors des tests, la veste prototype a fourni entre 400 et 900 millilitres d’eau par jour, selon le taux d’humidité. D’après les concepteurs, il s’agit d’un des meilleurs résultats obtenus avec ce type de système portable.
Cette technologie repose sur un tissu hydrogel spécial, fabriqué à partir de matériaux d’origine biologique. Ce matériau absorbe la vapeur d’eau de l’atmosphère et la libère sous l’effet de la chaleur du soleil, permettant ainsi la récupération de la condensation sans nécessiter d’équipement complexe.
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Parallèlement, l’équipe de recherche a présenté une autre innovation: un système compact et portable de captage d’eau atmosphérique. Lors d’essais sur le terrain, le dispositif a produit jusqu’à 1,3 litre d’eau par jour, aussi bien dans les régions arides du Nouveau-Mexique que dans le climat plus humide du Texas.
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D’après les scientifiques, cette technologie pourrait être utilisée dans les régions souffrant d’une pénurie d’eau douce, ainsi que lors d’expéditions, de randonnées, d’opérations de sauvetage et d’interventions d’urgence.
Ce développement présente un intérêt particulier pour les régions confrontées à un stress hydrique chronique. Les chercheurs soulignent que les régions les plus prometteuses pour la mise en œuvre de tels systèmes pourraient être l’Afrique du Nord, le Moyen-Orient, l’Asie du Sud et certaines parties de l’Afrique subsaharienne.
Des experts estiment que le développement de technologies de captage de l’eau atmosphérique pourrait constituer une solution pour s’adapter au changement climatique et à la raréfaction croissante de l’eau douce. Selon les estimations de l’ONU, des milliards de personnes sont déjà confrontées à une pénurie d’eau potable, et le changement climatique rend ce problème de plus en plus urgent.
Des chercheurs ont mis au point un système de production d’eau douce à partir de l’air atmosphérique qui utilise le vent non seulement comme source d’énergie, mais aussi pour chauffer directement la matière ayant accumulé de l’humidité.
Cette technologie repose sur des éponges polymères hygroscopiques, des matériaux poreux capables d’absorber la vapeur d’eau de l’air ambiant. Une fois saturée, l’éponge est chauffée pour libérer l’humidité accumulée et produire de l’eau liquide. Une description de cette technologie a été publiée dans la revue Advanced Functional Materials. Lors des tests, le système a produit jusqu’à 9,9 litres d’eau par jour et par kilogramme de matériau absorbant, sous différentes conditions de température et d’humidité ambiantes.
La plupart des installations similaires utilisent l’énergie solaire ou des radiateurs électriques. Les auteurs de la nouvelle étude proposent d’utiliser le chauffage par courants de Foucault, qui convertit l’énergie cinétique de rotation en chaleur.
L’air traverse d’abord une éponge polymère poreuse. Ce matériau attire et retient les molécules d’eau, même en l’absence de brouillard ou de condensation visibles. Une fois l’éponge saturée, un ventilateur met en rotation un élément métallique. Les courants de Foucault ainsi créés chauffent la structure et, par conséquent, le matériau absorbant. La chaleur provoque la séparation de l’eau du polymère sous forme de vapeur. Cette vapeur se refroidit et se condense dans un récipient séparé. L’éponge sèche peut alors absorber à nouveau l’humidité, et le cycle recommence.
La principale innovation réside dans le fait que l’énergie mécanique du vent n’a plus besoin d’être convertie en électricité, transportée par des câbles, puis utilisée pour le chauffage. Selon les auteurs, le rendement de la conversion directe de l’énergie cinétique du vent en chaleur dépasse 90%. La réduction du nombre d’étapes intermédiaires diminue potentiellement les pertes d’énergie et simplifie la conception du système autonome.
L’eau peut également être extraite de l’air par refroidissement, comme avec un climatiseur ou un déshumidificateur. Cependant, cette méthode consomme beaucoup d’électricité, surtout par faible humidité.
Les technologies de sorption fonctionnent différemment. Le matériau absorbe d’abord l’humidité d’un grand volume d’air, puis la libère sous l’effet de la chaleur. Ceci permet la récupération d’eau dans des conditions où le refroidissement par air classique serait trop énergivore.
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Les caractéristiques clés de ce système sont la capacité d’absorption d’eau du matériau, son taux de saturation, la température à laquelle l’humidité est libérée et l’énergie nécessaire à sa régénération. Les concepteurs ont utilisé une éponge à larges pores interconnectés. Cette structure facilite la circulation de l’air à travers le matériau et accélère le transfert de la vapeur d’eau vers le sorbant.
Les auteurs envisagent ce système comme une solution d’approvisionnement en eau autonome pour les zones isolées dépourvues de réseau électrique stable, mais bénéficiant de ressources éoliennes suffisantes. Cela concerne principalement les communautés côtières et insulaires. Dans ces zones, l’air est généralement suffisamment humide et le vent peut simultanément assurer la circulation de l’air et l’énergie nécessaire à la régénération du sorbant. Cette technologie peut également être utilisée sur des sites isolés, dans de petites exploitations agricoles, des stations météorologiques et des zones d’habitat temporaire. Cependant, les résultats publiés ne permettent pas encore de conclure à une utilisation domestique généralisée du dispositif.
La capacité de 9,9 litres est calculée par kilogramme de matériau et a été obtenue dans un système pilote. Pour alimenter en eau une maison individuelle, il est nécessaire de tenir compte de l’humidité réelle, de la vitesse du vent, de la durée des cycles, des dimensions de l’équipement et des pertes par condensation.
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La quantité d’eau pouvant être récoltée dépend directement de l’humidité atmosphérique. À température égale, l’air humide des zones côtières contient beaucoup plus de vapeur d’eau que l’air des régions arides de l’intérieur des terres. Par conséquent, cette technologie pourrait ne pas être efficace dans toutes les zones souffrant de stress hydrique. Dans les régions désertiques, même si les vents sont forts, l’humidité de l’air est insuffisante pour une productivité élevée.
De plus, pour l’eau potable, sa qualité doit être contrôlée. L’eau se condense à partir de la vapeur, mais des poussières, des micro-organismes et des substances libérées par les matériaux du système peuvent s’y introduire. La nécessité d’une filtration et d’une minéralisation dépendra de la conception et des conditions d’exploitation.
Des questions se posent également quant à la durabilité de l’éponge polymère, sa résistance à la contamination, son coût de production et le nombre de cycles d’absorption et de libération d’eau sans détérioration de ses performances.
La captation de l’humidité atmosphérique ne remplacera probablement pas les réservoirs, les canalisations d’eau ou les usines de dessalement dans les grandes villes. La concentration d’eau dans l’air est trop faible et la consommation municipale trop élevée. L’application la plus réaliste est la production décentralisée de volumes d’eau relativement faibles dans les zones où la distribution d’eau est coûteuse et la construction d’infrastructures complexes difficile.
L’avantage de la solution proposée réside dans sa capacité à fonctionner sans raccordement au réseau électrique ni carburant. Toutefois, l’impact environnemental de l’ensemble du système ne peut être évalué qu’après une analyse complète de son cycle de vie, incluant la production du polymère et des équipements, leur durée de vie, leur maintenance et leur mise au rebut.
De nouvelles recherches montrent que l’énergie solaire n’est pas la seule source d’énergie pour la captation de l’eau atmosphérique. L’utilisation du chauffage éolien élargit la gamme de conditions dans lesquelles de tels systèmes pourraient théoriquement fonctionner, notamment la nuit et par temps nuageux.
Le projet CaRD (Carbothermic Reduction Demonstration) de la NASA a franchi une étape majeure vers l’exploitation des ressources locales pour soutenir l’exploration humaine de la Lune. L’équipe CaRD a mené des tests complets sur un prototype utilisant l’énergie solaire concentrée pour extraire de l’oxygène d’un sol lunaire simulé, confirmant simultanément la formation de monoxyde de carbone par une réaction chimique induite par l’énergie solaire.
Si elle était mise en œuvre sur la Lune, cette technologie permettrait de produire du carburant à partir de matériaux lunaires et de l’énergie solaire, réduisant ainsi considérablement le coût et la complexité d’une présence humaine durable à la surface lunaire. Les mêmes systèmes utilisés pour convertir le monoxyde de carbone en oxygène pourraient être adaptés pour convertir le dioxyde de carbone en oxygène et en méthane sur Mars.
Le projet de démonstration de réduction carbothermique (CaRD) teste un concentrateur solaire conçu pour produire de l’oxygène à partir de régolithe lunaire simulé, destiné à être utilisé au pôle Sud lunaire. Au cours de ce test complet, l’équipe a intégré le concentrateur, les miroirs et le logiciel de contrôle, et a confirmé la production de monoxyde de carbone. NASA/Michael Rush
Le prototype intégré combinait un réacteur de production d’oxygène carbothermique développé par Sierra Space, un concentrateur solaire conçu par le Centre de recherche Glenn de la NASA à Cleveland, des miroirs de précision fabriqués par Composite Mirror Applications, ainsi que des systèmes avioniques, logiciels et d’analyse des gaz provenant du Centre spatial Kennedy de la NASA en Floride. La gestion de projet, l’ingénierie des systèmes, les essais et le développement des principaux matériels et systèmes de soutien au sol ont été assurés par le Centre spatial Johnson de la NASA à Houston.
Le projet CaRD a été financé par le programme Game Changing Development de la NASA, au sein de la Direction des missions de technologies spatiales.
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