Un moyen plus propre et plus efficace de dégrader les micropolluants de nos eaux
Les antibiotiques dans nos eaux souterraines sont à l’origine de la crise de la résistance aux antimicrobiens. Les substances perfluoroalkylées, qui constituent une vaste famille de milliers de produits chimiques synthétiques largement utilisés dans la société, provoquent une série de problèmes de santé. Certains sont cancérigènes, d’autres ont un impact sur la fertilité. Ce ne sont là que deux exemples des micropolluants (MP) que les technologies actuelles de traitement des eaux usées sont incapables d’éliminer efficacement. Mais une nouvelle génération de feuilles catalytiques développées par le projet SMART, soutenu par l’UE, pourrait apporter une solution. «Une approche durable, rentable, facile et sûre à utiliser est clairement nécessaire», explique Salvador Pané i Vidal, de l’Institute of Robotics and Intelligent Systems, rattaché à l’École polytechnique fédérale de Zurich. «Prenons par exemple le cas de la Suisse, où le pesticide cancérigène chlorothalonil est interdit. Les métabolites de ce pesticide polluent encore les nappes phréatiques dans plus de la moitié des cantons, à hauteur de plus de 0,1 microgramme par litre.»
La feuille catalytique offre une solution «propre» et efficace
L’un des doctorants de Salvador Pané i Vidal, Fajer Mushtaq, a proposé un nouveau matériau catalytique. Cette feuille catalytique possède une grande surface et, lorsqu’elle est soumise à la lumière ou à des vibrations, des charges positives et négatives transitoires sont générées sur la surface nanoporeuse du catalyseur. Lorsqu’elles sont activées de cette manière et mises en contact avec l’eau, les charges agissent sur l’eau, divisant les molécules pour produire de fortes doses de radicaux hautement réactifs, appelés espèces réactives de l’oxygène (ERO), tels que les radicaux hydroxyles. «Ces ERO sont non sélectifs, réagissant facilement avec les polluants présents dans l’eau. Ils les décomposent en sous-produits inoffensifs comme le CO2 et le H2O et ont une durée de vie très courte, de l’ordre de la micro à la nanoseconde», ajoute Salvador Pané i Vidal.
Un réacteur portable de traitement de l’eau
Le projet a utilisé son financement du Conseil européen de la recherche pour optimiser son catalyseur non seulement à l’échelle nanométrique, pour ajuster la porosité et les propriétés des matériaux, mais aussi à l’échelle macroscopique pour optimiser la taille et la forme. L’objectif est de le rendre prêt à l’emploi dans des réacteurs commerciaux pour le traitement des eaux usées. Le réacteur portable de SMART peut traiter 1 000 litres d’eau par jour et est destiné au traitement des effluents industriels et hospitaliers, là où le traitement des eaux usées peut être décentralisé. «Nos réacteurs peuvent utiliser des sources lumineuses ou des vibrations mécaniques provenant par exemple de l’écoulement ou du bouillonnement de l’eau. En revanche, les technologies actuelles utilisées pour éliminer les micropolluants des eaux usées, telles que l’ozonation ou le charbon actif en poudre (CAP), nécessitent une production d’ozone énergivore et un renouvellement constant du CAP coûteux, qui doit être incinéré après traitement.» Sur la base des résultats impressionnants de traitement de l’eau obtenus à l’aide du catalyseur de SMART, le projet a fondé www.oxyle.com (Oxyle) en 2020. «Je suis très fier du travail de toute notre équipe et de voir le lancement de notre entreprise de technologies propres spécialisée dans le traitement avancé de l’eau pour les clients industriels et municipaux de manière rentable, durable et décentralisée», déclare Salvador Pané i Vidal. En 2021, Oxyle a levé plus de 3,1 millions d’euros de financement en remportant diverses subventions et concours hautement compétitifs. «Ce financement nous aidera à mener davantage de projets pilotes rémunérés sur site en 2022, à obtenir des certifications de produits et à porter nos réacteurs sur le marché d’ici 2023.»
Mots‑clés
SMART, micropolluants, MP, eau, nappe phréatique, traitement, catalyseur