On estime que 40 % de l’approvisionnement en eau des États-Unis provient des réserves d’eau souterraines, mais il existe beaucoup plus d’eau souterraine saumâtre, dont une grande partie est toutefois trop salée en raison de sa teneur en calcium et en magnésium pour être utilisée à des fins pratiques. En fait, selon les estimations de l’U.S. Geological Survey, la quantité d’eau souterraine saumâtre aux États-Unis est plus de 800 fois supérieure à la quantité d’eau souterraine douce pompée chaque année à partir de toutes les autres sources. En traitant suffisamment les eaux souterraines saumâtres pour séparer les sels et autres contaminants, les États-Unis pourraient considérablement augmenter leur approvisionnement en eau disponible.
Une nouvelle technologie dote les membranes utilisées dans le processus de dessalement par osmose inverse d’une conductivité électrique, améliorant ainsi leur capacité à séparer les sels et autres contaminants des eaux difficiles à traiter. Active Membranes, une entreprise basée en Californie, a obtenu la licence de cette technologie développée par l’université de Californie à Riverside et l’université de Californie à Los Angeles afin de poursuivre son développement et de la commercialiser.
Son équipe a reçu un financement pour ces travaux de la part de la National Alliance for Water Innovation (NAWI), un partenariat public-privé dirigé par le Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) du département américain de l’Énergie. La NAWI se concentre sur le développement de technologies permettant l’utilisation de sources d’eau non conventionnelles dans des conditions réelles. Outre le soutien fédéral, la NAWI bénéficie du soutien de plusieurs agences californiennes chargées de l’eau, ce qui reflète le vif intérêt de la région pour la sécurisation de l’approvisionnement en eau.
Selon Peter Fiske, directeur exécutif de la NAWI, la nouvelle membrane active permet de traiter efficacement les eaux usées qui remontent à la surface lors de l’extraction du pétrole et du gaz. Cette « eau produite » est chargée de sels, de particules et d’hydrocarbures, qui contribuent tous à l’entartrage et à l’encrassement rapides des membranes conventionnelles. « Dans un puits de pétrole normal, il y a beaucoup plus d’eau produite que de pétrole, et l’élimination de cette eau limite souvent la production de pétrole et de gaz. Le traitement et le dessalement de l’eau produite pourraient permettre à ces "eaux usées" de devenir une source d’irrigation pour l’agriculture », a déclaré M. Fiske.
Une méthode largement utilisée pour éliminer les sels dissous et autres contaminants de l’eau est l’osmose inverse (RO). La RO utilise des membranes ultrafines qui permettent à l’eau sous pression de passer à travers la membrane tout en bloquant le sel et les autres contaminants. Un problème courant lié à la purification de l’eau par membrane est l’accumulation de sels et de matières organiques sur la membrane, deux phénomènes appelés respectivement "entartrage" et "encrassement". Pour éviter l’entartrage, les membranes RO doivent être fréquemment lavées à contre-courant et nettoyées, ce qui augmente les coûts et réduit la production d’eau. Pour surmonter ce problème, Active Membranes a mis au point une nouvelle approche pour maintenir les membranes propres. En appliquant un revêtement ultra-fin et électriquement conducteur sur la membrane, puis en chargeant la surface avec une faible tension, les ions de sel et autres espèces chargées présentes dans l’eau sont repoussés de la surface de la membrane, ce qui réduit l’entartrage et l’encrassement. Lors d’un récent essai pilote mené dans le comté de Ventura, qui a comparé les membranes électriquement « actives » aux membranes conventionnelles, les membranes actives ont démontré une amélioration de 20 à 30 % de la production d’eau.
Berkeley Lab : https://newscenter.lbl.gov/2025/06/30/new-membrane-technology-could-expand-access-to-water-for-agricultural-and-industrial-use/
