Une équipe de recherche menée par l’Université McGill a confirmé la faisabilité d’une méthode de désalinisation de l’eau de mer durable et économiquement efficace : l’osmose inverse thermo-induite (TDRO). Cette méthode utilise un système à piston alimenté par de la chaleur de basse qualité produite par des énergies renouvelables comme le solaire ou la géothermie pour produire de l’eau douce.

Des études précédentes avaient déjà montré le potentiel de la TDRO, mais cette recherche est la première à analyser ses limites thermodynamiques, rapprochant les chercheurs de la réalisation de cette technologie susceptible d’améliorer les conditions d’accès à l’eau et d’accroître la durabilité des infrastructures. Le co-auteur de l’étude, le professeur associé en génie des bioressources Jonathan Maisonneuve, souligne que la plupart des méthodes de désalinisation reposent sur l’électricité pour pousser l’eau à travers une membrane, tandis que l’utilisation de la chaleur pose des défis car il faut une grande quantité de chaleur pour obtenir l’effet d’une petite quantité d’électricité. Cependant, si l’on peut exploiter la chaleur déjà disponible dans les énergies renouvelables, cela serait très avantageux, car les ressources thermiques sont abondantes.

Les technologies de désalinisation électrique sont limitées dans les régions isolées, nécessitant environ un à quatre kilowattheures pour produire un mètre cube d’eau douce. L’analyse des éléments de conception optimisés montre que la TDRO nécessite 20 kilowattheures par mètre cube. Maisonneuve indique que, bien que l’écart énergétique avec les méthodes électriques soit important, la chaleur est moins chère que l’électricité, et il n’est pas nécessaire d’éliminer complètement cet écart. Le principe de fonctionnement de la TDRO consiste à chauffer et refroidir une petite quantité de fluide de travail dans une chambre scellée ; les fluctuations de température font gonfler le fluide, entraînant un piston qui pousse l’eau de mer à travers une membrane d’osmose inverse, combinant ainsi un cycle thermique avec la purification de l’eau. En optimisant le ratio entre le fluide de travail et l’eau de mer ainsi que la taille du piston, les chercheurs ont démontré que les performances potentielles de la TDRO sont supérieures aux attentes précédentes et ne sont pas inférieures aux technologies thermiques de désalinisation existantes, bien qu’une recherche supplémentaire soit nécessaire. Maisonneuve ajoute que l’étape suivante consiste à modéliser en détail pour comprendre la vitesse de fonctionnement du système et à introduire des effets non idéaux, comme les pertes de chaleur vers l’environnement.