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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 . . .

01 - Ain

Du 30  août au 13 septembre

CONCERTS
"LES MUSICALES DU PARC DES OISEAUX"

Des artistes engagés en faveur de la protection de l’environnement et des musiciens de légende viendront fêter les 50 ans du Parc des Oiseaux.
Paul Personne - Zazie - Paolo Comte - Daniel Guichard - Vitaa & Slimane - The Dire Straits Expérience - Ibrahim Maalouf - Maxime Le Forestier - Yannick Noah - Louis Bertignac - Gauvin Sers - La Rue Ketanou.

Parc des Oiseaux
01330 Villars Les Dombes
04 74 98 05 54
www.parcdesoiseaux.com


13 - Bouches du Rhône

Du 11 au 19 juin

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


25 - Doubs

Du 15 février au 3 mai 2020

EXPOSITION
"GEORGES FESSY ET LA PHOTOGRAPHIE"

Exposition en coproduction avec le Familistère de Guise. Georges Fessy et la photographie est une rétrospective présentée à travers plus d’une centaine de photographies qui traduit la diversité d’une vie de photographe : paysages, portraits, natures mortes, objets d’art, vues d’architectures.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
www.salineroyale.com


34 - Hérault

Du 4 avril au 23 août

EXPOSITION
"ÉRIC BOURRET. TERRES"

Les photographies d’Eric Bourret font un écho troublant aux collections géologiques et archéologiques du Musée de Lodève : elles rappellent à la fois les strates successives laissées par le temps et l’éphémère temporalité de l’homme.

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


50 - Manche

Du 8 février au 24 mai

EXPOSITION DE PHOTOGRAPHIES
"LA HAGUE : A L’EPREUVE DU TEMPS"

De vallées encaissées en roches mystérieuses, du littoral déchiqueté aux champs quadrillés de murets, le regard d’Antoine Soubigou s’est posé sur une Hague intemporelle et tourmentée.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


Du 4 avril au 1er novembre

EXPOSITION PHOTOGRAPHIQUE
"VIE SAUVAGE EN COTENTIN"

Une exposition pour les curieux de nature mais aussi pour les amateurs de belles images... L’association "Regards" basée à Cormelles-le-Royal dans le Calvados rassemble des photographes naturalistes, passionnés d’image et de nature.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


59 - Nord

Jusqu’au 26 avril

EXPOSITION
"VIRAL, DU MICROBE AU FOU RIRE, TOUT S’ATTRAPE !"

Quel est le point commun entre une bactérie, une émotion, une rumeur, une vidéo et un bâillement ? La contagion bien sûr ! Plus qu’une exposition, Viral est une expérience pédagogique, amusante et contagieuse !
Pour tout public à partir de 7 ans.

Forum départemental des Sciences
1 place de l’Hôtel de ville
59650 Villeneuve d’Ascq
03 59 73 96 00
www.forumdepartementaldessciences.fr


62 - Pas-de-Calais

Avril

ATELIERS
J DUBOIS HORTICULTEUR

♦Atelier "le compost" : réalisez votre compost simplement. Le 20 avril de 18h à 20h.
♦Atelier "réaliser un abri à insectes" : on lève le voile sur les insectes qui peuplent nos jardins. Le 22 avril de 14h30 à 16h45.
♦Printemps des possibles - Festival nature, environnement et ESS : nature, local, partage, coopératif. Les 25 et 26 avril.

J Dubois Horticulteur
244 rue de l’Université
62400 Béthune
03 21 57 59 01
www.j-dubois.fr


Du 12 au 24 avril

ANIMATION
"VIENS FABRIQUER TA COURONNE DE ROI OU REINE"

Dans le cadre de la visite, les enfants pourront fabriquer leur propre couronne avant de se costumer et de se mettre dans la peau d’un Roi ou d’une Reine de 1520 !

La Tour de l’Horloge
Rue du Château
62340 Guînes
03 21 19 59 00
www.tour-horloge-guines.com


71 - Saône et Loire

► Du 4 avril au 1er novembre

EXPOSITION
"BÊTISE ET BALIVERNES, IDÉES REÇUES SUR LA NATURE"

« les chauves-souris s'accrochent dans les cheveux » ; « les grenouilles sont vertes et les crapauds marron » ; « les moustiques préfèrent les peaux sucrées… », autant d’idées reçues et de fausses informations qui ont souvent la vie dure ! Une scénographie originale et les illustrations humoristiques de Roland Garrigue raviront aussi bien les petits que les grands !

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


76 - Seine maritime

Les 25 et 26 avril

SALON INTERNATIONAL DE LA LAINE

Accueillant plus de 40 exposants internationaux, ce salon est une première en Normandie. Fils, patrons, kits, échanges, de quoi mettre en valeur le travail artisanal, explorer les savoir-faire.

Château de Miromesnil
76550 Tourville-sur-Arques
02 35 85 02 80
www.chateaumiromesnil.com

Lieux:

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