Biomimétisme : une mangrove artificielle pour dessaler l'eau de mer

Des ingénieurs chinois et américains ont conçu un dispositif inspiré des végétaux des mangroves dont les racines puisent l’eau de mer et la transforment en eau douce. Demain, il pourrait être aussi utilisé pour créer des villes éponges luttant contre les inondations côtières !

La mangrove survit dans un milieu hostile en convertissant efficacement l'eau salée de son environnement en eau douce — un exploit technique qui a longtemps fasciné les scientifiques. Pour comprendre exactement comment leurs arbres peuvent pousser dans l'océan tout en pompant de l'eau douce jusqu'à leurs feuilles, des ingénieurs des universités de Yale (États-Unis), de Shandong (Chine) et de Colombie-Britannique (Canada) ont construit des "mangroves synthétiques", des dispositifs actionnés par pression qui peuvent initier de nouvelles techniques de dessalement mais aussi mettre au point des bâtiments éponges pour protéger les villes côtières. Leurs résultats ont été publiés dans "Nous ne sommes pas des biologistes, mais sommes parvenus d'un point de vue technique à imiter le mécanisme hydraulique de ces plantes, dont la capacité à pomper et retraiter l’eau restait largement incomprise, se félicite le professeur d’ingénierie chimique et environnementale Menachem Elimelech, de Yale. Nous avons montré que l'arbre suit des principes physiques et que nous pouvons les imiter dans un appareil micro-fluidique.

Les arbres minimisent la formation de bulles d'air d’eau de mer

La mangrove artificielle ressemble davantage à un pressoir surmonté d’une seringue géante qu’à un arbre (voir croquis et photo ci-dessous), mais elle en imite les principaux mécanismes hydrauliques et notamment l’osmose inverse, un système de filtration très fin qui ne laisse passer que les molécules d’eau. Le dispositif combine les effets filtrant et dessalant de la racine de la mangrove, le pompage capillaire des feuilles et la capacité conductrice de l'eau de la tige. La clé de son succès réside dans sa capacité à générer un niveau élevé de pression négative, similaire à celui que l’on crée en buvant avec une paille. Dans la mangrove synthétique, l'évaporation des membranes d’hydrogel spécialement conçues — agissant comme des “feuilles” — crée une forte pression négative, qui entraîne le dessalement [...]

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