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Une membrane nanocomposite capable d’éliminer la pollution aux phosphates

Posté le par Arnaud Moign dans Matériaux, Biotech & chimie

L’utilisation massive d’engrais phosphatés pour l’agriculture a l’inconvénient d’engendrer une pollution aux phosphates qui facilite la prolifération d’algues indésirables en eau douce. Des chercheurs américains ont développé une membrane appelée PEARL, capable de récupérer les ions phosphate de manière sélective.

En plus de ces problèmes de pollution, le phosphore reste une ressource rare et les réserves mondiales de phosphates sont limitées. Une pénurie d’engrais phosphatés aurait des conséquences importantes sur la production alimentaire mondiale. Il est donc urgent de trouver des solutions de récupération du phosphore.

Qu’est-ce que la membrane PEARL ?

Cette membrane appelée PEARL (Phosphate Elimination and Recovery Lightweight) est un substrat nanocomposite à la fois poreux et flexible, fabriqué par un procédé aqueux. Les nanostructures déposées en surface du substrat ont la particularité de se lier aux ions phosphate, ce qui permet leur captation.

Dans une étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), l’équipe de chercheurs de la Northwestern University démontre que la membrane qu’ils ont développée est capable de capter jusqu’à 99 % des ions phosphate contenus dans les eaux polluées, même à des concentrations significatives.

Autre avantage : cette membrane PEARL peut être utilisée de manière réversible, c’est-à-dire qu’elle peut aussi bien absorber ou relarguer les ions phosphate. Le réglage se fait alors par simple contrôle du pH.

Cette particularité permet d’une part la récupération du phosphate et d’autre part la réutilisation de la membrane pour de nombreux cycles.

Une solution viable industriellement ?

Les solutions de dépollution actuelles se contentent d’éliminer le phosphate des eaux polluées. Dans un communiqué de presse, Ninayak Dravid, auteur correspondant de cette étude, explique pourquoi :

« On peut toujours faire certaines choses dans le cadre du laboratoire, mais il y a un diagramme de Venn quand vient le temps de passer une technologie à l’échelle : en plus d’être capable d’assurer ce passage, il faut que ce soit fait de manière efficace et économiquement abordable. Jusqu’à présent, il n’existait rien à l’intersection des trois [critères, NDLR], mais notre éponge semble être une plate-forme qui répond à l’ensemble de ces critères. »

Une membrane qui peut être adaptée à d’autres polluants

Cette équipe de chercheurs n’en est pas à son coup d’essai, car ces travaux s’inspirent d’une solution d’élimination d’hydrocarbures proposée en 2020 et basée sur le même type de plate-forme spongieuse.

Ils ne comptent pas s’arrêter là : en modifiant le nanomatériau constituant le revêtement de la membrane, ils s’intéressent également à la dépollution de métaux lourds.

Pour aller plus loin

Posté le par Arnaud Moign


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