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Un dispositif pour récupérer l’humidité de l’air dans le désert
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Un dispositif pour récupérer l’humidité de l’air dans le désert

Dans le roman de science-fiction Dune, de Frank Herbert, les habitants de la planète désertique Arrakis utilisent des pièges à vent pour capturer l’humidité de l’air et la stocker dans des réservoirs. Ce défi technique est crucial dans les régions désertiques de notre planète pour atteindre une certaine autosuffisance en eau. Plusieurs solutions existent déjà mais elles ne sont pas dénuées d’inconvénients. Par exemple, les « filets à brouillard » condensant les brumes matinales sont efficaces… pour peu que le climat et le relief s’y prêtent. Ils sont notamment utilisés au Pérou ou aux îles Canaries, mais en réalité, peu de régions arides sont concernées ! D’autres dispositifs sont fondés sur l’absorption de l’humidité par des matériaux dessiccants comme des gels de silices ou des zéolithes, mais ils nécessitent des taux d’humidité importants (de l’ordre de 70 %, atteint dans certaines zones désertiques la nuit), ou une source d’énergie externe.

Omar Yaghi et ses collègues, de l’université de Californie à Berkeley, viennent de proposer un autre dispositif, utilisant des matériaux de type MOF (des réseaux métalloorganiques poreux), qui permet de récupérer efficacement l’eau, même avec une très faible humidité.

Facilement synthétisables, modulables, les MOF suscitent un réel engouement de la part de la communauté scientifique, notamment pour leurs propriétés de stockage de gaz comme le dihydrogène, le méthane ou le dioxyde de carbone : les nanopores qu’ils forment ont la taille et les propriétés idéales pour retenir ces petites molécules.

L’équipe d’Omar Yaghi a mis au point des MOF capables d’absorber et de stocker de grandes quantités d’eau. Ainsi le MOF-801, à base de zirconium, a des propriétés d’adsorption de l’eau remarquables. Dès 2017, des essais ont montré qu’avec un taux d’humidité faible, de l’ordre de 20 %, un kilogramme de MOF-801 captait jusqu’à 2,8 litres d’eau dans l’air. Il suffit ensuite de chauffer le matériau à 65 °C pour qu’il relargue l’eau. Dans ces conditions, cependant, il a fallu utiliser un dispositif de refroidissement externe pour collecter l’eau liquide.

Omar Yaghi et ses collègues ont modifié le MOF-801 en le chargeant avec du graphite non poreux à hauteur de 33 % de sa masse afin d’améliorer sa conductivité thermique et sa capacité d’absorption. Pour favoriser le cycle adsorption-relargage d’eau en conditions réelles, telles qu’on les trouve par exemple dans le désert de Sonora, en Arizona, les chercheurs ont exploité la variation des conditions entre la nuit (10 à 15 °C, 40 % d’humidité) et le jour (35 à 40 °C, 5 % d’humidité). Le protocole est d’une simplicité remarquable : le MOF-801 est placé sur un plateau à l’intérieur d’un récipient qui sert de collecteur d’eau. La nuit, ce récipient est ouvert : le MOF-801 se charge en eau extraite de l’air. Le jour, le récipient est fermé par un couvercle transparent et correctement orienté face au soleil. La température du MOF augmente alors considérablement, provoquant la libération de l’eau. Ainsi libérée dans l’enceinte du récipient, elle se condense sur les parois isolées de la chaleur du désert par une couche de terre, et coule au fond.

Installé dans le désert de Sonora, ce dispositif contenant 825 grammes de MOF-801 a produit 55 grammes d’eau liquide potable en un seul cycle jour-nuit. D’autres MOF moins onéreux ont montré en laboratoire des performances plus remarquables encore, autorisant les ingénieurs à imaginer une large utilisation de leur dispositif.

Un des obstacles pour l’instant est le prix du zirconium qui constitue le MOF-801. L’équipe d’Omar Yaghi a cependant annoncé qu’elle a mis au point un nouveau composé, le MOF-303, à base d’aluminium, qui pourrait avoir une capacité de piégeage de l’eau deux fois plus importante que le MOF-801. Cette nouvelle génération de MOF présente des perspectives très intéressantes.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/Jon Manjeo

Un dispositif pour récupérer l’humidité de l’air dans le désert Actualités

Un dispositif pour récupérer l’humidité de l’air dans le désert

Dans le roman de science-fiction Dune, de Frank Herbert, les habitants de la planète désertique Arrakis utilisent des pièges à vent pour capturer l’humidité de l’air et la stocker dans des réservoirs. Ce défi technique est crucial dans les régions désertiques de notre planète pour atteindre une certaine autosuffisance en eau. Plusieurs solutions existent déjà mais elles ne sont pas dénuées d’inconvénients. Par exemple, les « filets à brouillard » condensant les brumes matinales sont efficaces… pour peu que le climat et le relief s’y prêtent. Ils sont notamment utilisés au Pérou ou aux îles Canaries, mais en réalité, peu de régions arides sont concernées ! D’autres dispositifs sont fondés sur l’absorption de l’humidité par des matériaux dessiccants comme des gels de silices ou des zéolithes, mais ils nécessitent des taux d’humidité importants (de l’ordre de 70 %, atteint dans certaines zones désertiques la nuit), ou une source d’énergie externe.

Omar Yaghi et ses collègues, de l’université de Californie à Berkeley, viennent de proposer un autre dispositif, utilisant des matériaux de type MOF (des réseaux métalloorganiques poreux), qui permet de récupérer efficacement l’eau, même avec une très faible humidité.

Facilement synthétisables, modulables, les MOF suscitent un réel engouement de la part de la communauté scientifique, notamment pour leurs propriétés de stockage de gaz comme le dihydrogène, le méthane ou le dioxyde de carbone : les nanopores qu’ils forment ont la taille et les propriétés idéales pour retenir ces petites molécules.

L’équipe d’Omar Yaghi a mis au point des MOF capables d’absorber et de stocker de grandes quantités d’eau. Ainsi le MOF-801, à base de zirconium, a des propriétés d’adsorption de l’eau remarquables. Dès 2017, des essais ont montré qu’avec un taux d’humidité faible, de l’ordre de 20 %, un kilogramme de MOF-801 captait jusqu’à 2,8 litres d’eau dans l’air. Il suffit ensuite de chauffer le matériau à 65 °C pour qu’il relargue l’eau. Dans ces conditions, cependant, il a fallu utiliser un dispositif de refroidissement externe pour collecter l’eau liquide.

Omar Yaghi et ses collègues ont modifié le MOF-801 en le chargeant avec du graphite non poreux à hauteur de 33 % de sa masse afin d’améliorer sa conductivité thermique et sa capacité d’absorption. Pour favoriser le cycle adsorption-relargage d’eau en conditions réelles, telles qu’on les trouve par exemple dans le désert de Sonora, en Arizona, les chercheurs ont exploité la variation des conditions entre la nuit (10 à 15 °C, 40 % d’humidité) et le jour (35 à 40 °C, 5 % d’humidité). Le protocole est d’une simplicité remarquable : le MOF-801 est placé sur un plateau à l’intérieur d’un récipient qui sert de collecteur d’eau. La nuit, ce récipient est ouvert : le MOF-801 se charge en eau extraite de l’air. Le jour, le récipient est fermé par un couvercle transparent et correctement orienté face au soleil. La température du MOF augmente alors considérablement, provoquant la libération de l’eau. Ainsi libérée dans l’enceinte du récipient, elle se condense sur les parois isolées de la chaleur du désert par une couche de terre, et coule au fond.

Installé dans le désert de Sonora, ce dispositif contenant 825 grammes de MOF-801 a produit 55 grammes d’eau liquide potable en un seul cycle jour-nuit. D’autres MOF moins onéreux ont montré en laboratoire des performances plus remarquables encore, autorisant les ingénieurs à imaginer une large utilisation de leur dispositif.

Un des obstacles pour l’instant est le prix du zirconium qui constitue le MOF-801. L’équipe d’Omar Yaghi a cependant annoncé qu’elle a mis au point un nouveau composé, le MOF-303, à base d’aluminium, qui pourrait avoir une capacité de piégeage de l’eau deux fois plus importante que le MOF-801. Cette nouvelle génération de MOF présente des perspectives très intéressantes.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/Jon Manjeo

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .


04 - Alpes de Haute-Provence

Jusqu'en avril 2023

EXPOSITION
"HABITER, HABITATS, HABITANTS"

Quels impacts les mutations urbaines du XXe siècle ont-elles eu sur les formes d’habiter dans un territoire marqué par la ruralité ? Etalement urbain, lotissements, éco-construction, chantiers et habitats participatifs… autant de thèmes qui sont abordés dans cette exposition qui donne la parole aux habitants.

Musée de Salagon
04300 Mane
04 92 75 70 50
www.musee-de-salagon.com


25 - Doubs

► Le 4 mars

"LA NUIT DE LA CHOUETTE"

Cette année encore, la LPO et la Saline royale organisent la Nuit de la chouette. Ateliers de découverte, observation sur le terrain et  pot de l’amitié à partager en famille ou entre amis.
De 18h à 21h30, sans réservation. Entrée gratuite.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com


► Du 5 mai au 5 novembre

EXPOSITION
"LE MONDE DE FOLON"

Hommage à Jean-Michel Folon (1934/2005), artiste belge à la création hybride et poétique représentant les grands maux de la société contemporaine. L’exposition à la Saline royale présentera plus de 200 œuvres issues de la Fondation Folon (affiches, dessins, sculptures…).

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com


29 - Finistère

Jusqu'au 5 mars 2023

EXPOSITION
"VOYAGE EN TERRES AUSTRALES - CROZET & KERGUELEN 1772-2022"

Aujourd’hui, les archipels de Crozet et Kerguelen sont protégés par une réserve naturelle et élevés au rang de patrimoine mondial de l’UNESCO. Cet anniversaire est l’opportunité de raconter l’histoire de ces terres australes françaises à travers une exposition rassemblant objets et documents inédits.

Musée national de la Marine
Château de Brest
Rue du château 
29200 Brest
02 98 22 12 39
www.musee-marine.fr/brest


Les 6, 7 & 8 mai 2023

"LES JOURNÉES ROMAINES DE NÎMES, VERCINGÉTORIX

Grand spectacle historique. Plongez dans l’Histoire ! Dans les Arènes de Nîmes, 520 figurants venus de toute l’Europe vous font revivre l’histoire de Vercingétorix.
De Gergovie à Alesia, au plus près de la réalité historique, revivez les plus grandes batailles de la Guerre des Gaules qui opposa le légendaire chef gaulois au grand Jules César. Spectacles à 15h30.

Boulevard des Arènes
30000 Nîmes
04 66 21 82 56
www.arenes-nimes.com


34 - Hérault

Jusqu'au 19 mars 2023

EXPOSITION
"PAYSAGES DE COROT À SIMA"

Découvrez près de deux siècles d’art, deux siècles de perception de la nature, et deux siècles de vues à couper le souffle.
Des côtes de Normandie aux forêts du sud de la France, des terres alsaciennes aux pins des landes, découvrez notre pays à travers le regard des plus grands artistes des siècles derniers.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


35 - Ille et Vilaine

► Jusqu'au 3 septembre 2023

EXPOSITION
"RACES BRETONNES : UNE HISTOIRE BIEN VIVANTE"

Vache Bretonne pie noir, mouton d'Ouessant et autres poule Coucou de Rennes s'invitent dans la salle d'exposition de l'Écomusée de la Bintinais !
Des œuvres d'art, des collections techniques et ethnographiques ainsi qu'une riche iconographie accompagnent cette plongée à la découverte des races bretonnes, emblèmes d'une histoire et d'un patrimoine bien vivants !

Écomusée de la Bintinais
Route de Châtillon-Sur-Seiche
35200 Rennes
02 99 51 38 15
www.ecomusee-rennes-metropole.fr


39 - Jura

► Du 4 février au 4 mars 

EXPOSITION
"ARTISANS, PASSEURS DE SAVOIR-FAIRE"

L'exposition vous emmène à la découverte des techniques, des défis et du parcours de 18 artisans formateurs, membres du réseau de l’Atelier des savoir-faire. 
Ainsi, les métiers de muretier, peintre sur soie, tailleur de pierre, sculpteur sur bois, céramiste... seront présenté à travers le regard de chaque artisan.
L’Atelier des savoir-faire propose pour chaque maîtrise exposée, des stages de formation tout au long de l’année.

L’Atelier des savoir-faire
1 Grand’Rue
39170 Ravilloles
03 84 42 65 06
www.atelierdessavoirfaire.fr


Jusqu'au 5 novembre 2023

EXPOSITION
"L'OURS DANS LA BIODIVERSITÉ POLAIRE"

Embarquez dans un voyage naturaliste au milieu des glaces, sur la piste de l’ours. A travers cette exposition, c’est la biodiversité polaire qui est mise à l’honneur.

Espace des Mondes Polaires
46 rue Croix de la Teppe 
39220 Prémanon
03 39 50 80 20
www.espacedesmondespolaires.org


► Du 4 février au 25 mars 2023

EXPOSITION
"BRUITS DE GLACE"

L'exposition "Bruits de glace" est un assemblage d'impressions, de textes et de dessins qui vous fera voyager dans les fjords de Groenland Est, lieux sillonnés en voiliers par Sarah Bovet en 2019.

Espace des Mondes Polaires
46 rue Croix de la Teppe 
39220 Prémanon
03 39 50 80 20
www.espacedesmondespolaires.org


73 - Savoie

Du 6 au 17 février 

ATELIERS
"L'EAU ET LES ANIMAUX LACUSTRES"

Pour ces vacances d'hiver Aqualis propose, à travers des ateliers où l'expérience scientifique parlera avec la création artistique, un programme autour de 2 grands thèmes : l'eau et la biodiversité.

Aqualis
52 esplanade Jean Murguet
73100 Aix-les-Bains
04 79 70 64 69
aqualis-lacdubourget.fr


62 - Pas-de-Calais

► Du 4 au 19 février

EXPOSITION 
"HÉRITAGE DES TEMPLIERS"

Le musée Bruno-Danvin de Saint Pol sur Ternoise offre son espace d’exposition à Daciana Pszota. L’artiste participe à diverses expositions collectives en Italie et en Roumanie.
Inspirée par l'histoire et la spiritualité, ses émotions personnelles s'expriment aussi dans ses œuvres.

Musée municipal Bruno Danvin
Rue Oscar Ricque
62130 Saint-Pol-sur-Ternoise
03 21 04 56 25 / 07 89 08 15 64 
www.saintpolsurternoise.fr


74 - Haute-Savoie

► A partir du 4 février

ACRO'AVENTURES REIGNIER
UN SITE MULTI-ACTIVITÉS ACCESSIBLE À TOUS

Le parcours de Reignier ouvrira du 4 au 19 février tous les jours, puis restera ouvert les mercredis et week-end jusqu'au samedi 1er avril (début de la grande saison).

Acro'Aventures Reignier
Route des Rocailles
74930 Reignier
06 43 16 27 59
www.reignier.acro-aventures.com


75 - Paris

Jusqu'au 25 février 2023

EXPOSITION
"CLEMENCEAU ET LES PHOTOGRAPHES DE L’INTIME"

Le parcours de l’exposition-focus suit les premiers pas de Clemenceau devant l’objectif de son père et, plus tard, en politique, sous l’œil de son ami Félix Nadar rencontré durant la Commune.
L’exposition- se clôture par des photographies de famille immortalisant les moments de bonheur et de complicité avec ses enfants et petits-enfants.

Musée Clemenceau
8 rue Benjamin Franklin,
75116 Paris
01 45 20 53 41
https://musee-clemenceau.fr


77 - Seine et Marne

Du 4 février au 5 mars

PARROT WORLD
"CARNAVAL DE RIO"

Finis les congés d'hiver pour le parc! Une nouvelle saison débute à Parrot World le samedi 4 février 2023 sur le thème du Carnaval de Rio avec plein d' animations. Au programme : ateliers maquillage, masques, coloriages, parade musicale...

Parrot World
Route de Guérard
77580 Crécy-la-Chapelle
01 86 70 06 84
www.parrotworld.fr

Lieux:

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