Des nanomatériaux d'origine biologique pour aider à purifier l'eau
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) a donc travaillé 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. Les chercheurs ont conçu, réalisé et testé des prototypes utilisant des membranes de nanocellulose, de nanochitine ou des deux (la cellulose et la chitine sont des polysaccharides venant des plantes ou de l'exosquelette des crustacés). Le but était 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. Ces éléments s'appuyaient sur une technologie de membrane nanostructurée déjà disponible. Elle a été adaptée de manière à interagir et adsorber/stocker et désorber de façon sélective les ions de métaux lourds, les produits chimiques toxiques et/ou les bactéries à l'aide de membranes basées sur les nanotechnologies. Les chercheurs ont également évalué la possibilité 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. 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 propose 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.
Mots‑clés
Membranes fonctionnelles, NANOSELECT, antifouling, faible encrassement, nanocristaux, fibrilles, purification de l'eau, cellulose, chitine, biodégradable
