La technologie « Star Wars » au service de la lutte contre les pénuries d'eau

Lorsqu'une grave sécheresse a frappé la ville indienne de Kozhikode, également connue sous le nom de Calicut, en 2016, les habitants, dont l'étudiant Swapnil Shrivastav, n'avaient accès qu'à une quantité limitée d'eau chaque jour.

« Nous avions droit à deux seaux d'eau par jour, que nous récupérions dans des réservoirs », explique-t-il.

S'il n'est pas rare que des problèmes d'approvisionnement en eau touchent certaines régions de l'Inde, le mois a été difficile pour M. Shrivastav et d'autres habitants de la région. « C'était une zone très humide, c'était ingérable ».

M. Shrivastav s'intéressait déjà à la pénurie d'eau, ayant remporté en 2012 un concours étudiant visant à imaginer l'avenir de l'eau dans les villes, mais l'expérience l'a poussé à explorer des solutions.

L'expérience l'a poussé à explorer des solutions. « L'un des éléments qui m'a inspiré est la Guerre des étoiles, où il y a un dispositif de transformation de l'air en eau. Je me suis dit : pourquoi ne pas essayer ? C'était plus un projet de curiosité ».

Plusieurs années plus tard, en 2019, cette idée l'a conduit, avec Govinda Balaji et Venkatesh Raja, à créer Uravu Labs, une startup basée à Bangalore.

Leur système convertit l'air en eau à l'aide de générateurs d'eau atmosphérique qui contiennent un déshydratant liquide, qui absorbe l'humidité de l'air.

Grâce à la lumière du soleil ou à l'électricité renouvelable, ils chauffent le dessiccant à 65 °C, ce qui libère l'humidité, qui peut ensuite être condensée en eau potable.

Selon M. Shrivastav, le processus complet prend environ 12 heures. Aujourd'hui, chaque unité produit environ 2 000 litres d'eau potable.

Cependant, alors que son objectif était de fournir de l'eau potable aux communautés confrontées à des pénuries d'eau, il explique que ce projet n'était pas financièrement viable.

« Nous nous sommes rendu compte que la technologie avait encore besoin de temps pour s'adapter et réduire son coût », explique M. Shrivastav. « Ou bien il faudrait que quelqu'un la finance, mais nous n'avons pas trouvé le soutien nécessaire en Inde.

À la place, ils vendent actuellement l'eau à 40 clients du secteur de l'hôtellerie, qui l'utilisent à leur tour pour fournir de l'eau potable à leurs clients.

« Nous avons essayé les organisations à but non lucratif et les services de RSE (responsabilité sociale des entreprises), mais beaucoup d'entreprises sont réticentes à l'égard de la technologie. Elles pensaient que cela ne fonctionnerait pas. Nous avons dû nous tourner vers les applications de consommation commerciale, car elles étaient prêtes à nous payer et c'est pour elles un facteur de durabilité. »

Les pénuries d'eau ne sont pas un phénomène nouveau, mais de nombreux pays, en particulier dans le sud de la planète, connaissent des sécheresses intenses et des inondations liées au changement climatique qui contaminent les sources d'eau.

Selon l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), plus de 50 % de la population mondiale, soit quatre milliards de personnes, manquent d'eau au moins une fois par mois et, d'ici à 2025, 1,8 milliard de personnes devraient vivre dans des pays ou des régions où la pénurie d'eau est « absolue ».

La technologie de production d'eau atmosphérique pourrait-elle être la solution ? Peu gourmande en énergie - elle peut être alimentée par des sources renouvelables -, elle constitue un moyen de fournir une source d'eau fraîche sans avoir recours aux infrastructures hydrauliques traditionnelles, ce qui en fait une option attrayante dans les régions isolées.

Il semble qu'il existe un marché pour cette technologie. Évalué à 3,4 milliards de dollars (2,7 milliards de livres sterling) en 2022, le marché de la production d'eau atmosphérique devrait valoir 13,5 milliards de dollars en 2032, selon un rapport de Global Market Insights.

Il existe deux méthodes principales de production d'eau atmosphérique. La première est le processus de refroidissement et de condensation qui refroidit l'air humide jusqu'à son point de rosée, provoquant la condensation de la vapeur d'eau en eau liquide.

La seconde est un système à base de déshydratant qui utilise des matériaux hygroscopiques pour absorber l'humidité de l'air, puis la libérer par un processus de chauffage, explique-t-il.

Grâce à son entreprise sociale Majik Water, la cofondatrice et directrice générale Beth Koigi gère environ 40 unités de génération d'eau atmosphérique à travers les régions arides et semi-arides du Kenya, en utilisant un refroidissement et des techniques basées sur la condensation pour capturer l'humidité de l'air.

Fondée en 2017, Mme Koigi a eu l'idée de créer Majik Water après avoir été confrontée pour la première fois à la pénurie d'eau lors d'une sécheresse, alors qu'elle étudiait à Nairobi en 2016.

Alors que beaucoup se rendaient à une rivière voisine pour chercher de l'eau pour cuisiner, boire et se laver, Mme Koigi dit qu'elle ne pouvait pas se résoudre à boire l'eau contaminée.

« Cela m'a fait prendre conscience que l'on tient l'eau pour acquise car elle est toujours là ».

Elle a commencé à chercher d'autres sources d'eau et a créé une entreprise de filtres à eau avant de mettre au point un système de conversion de l'air en eau.

Majik Water travaille avec des ONG et des organisations humanitaires, et est également vendue dans les magasins.

La plus grande unité de Majik produit 500 litres d'eau en 24 heures et est installée dans les écoles et les petites communautés.

Bien que le système de son entreprise fasse l'objet d'une demande, Mme Koigi ne considère pas qu'il s'agisse d'une solution permanente.

« Honnêtement, j'ai l'impression que ce n'est pas la solution à la pénurie d'eau », déclare Mme Koigi. « C'est une solution temporaire, surtout parce qu'elle n'est pas bon marché.

Les fabricants s'efforcent de rendre les systèmes de génération air-eau plus efficaces sur le plan énergétique, explique Avinash Singh, directeur associé de la recherche et du conseil chez Global Market Insights.

« Par exemple, les innovations en matière de compresseurs, d'échangeurs de chaleur et de déshydratants ont permis d'améliorer l'efficacité énergétique de ces systèmes.

Il ajoute que les aides gouvernementales, les subventions ou les réglementations environnementales pourraient favoriser l'adoption de cette technologie.

L'adoption des paiements numériques est une évolution qui a favorisé l'adoption de ces systèmes d'approvisionnement en eau.

Veragon, dont le siège est en Italie, possède des unités de production d'eau au Moyen-Orient, en Asie, en Afrique et en Amérique du Sud.

« Lorsque nous avons commencé à travailler avec des communautés hors réseau, il s'agissait d'une société basée sur l'argent liquide, qui n'était pas vraiment viable... Aujourd'hui, elle est numérisée », explique Stephen White, directeur commercial mondial de Veragon.

« Par exemple, la majorité du Cambodge est couverte par la 4G et Covid a vu une explosion des portefeuilles électroniques. Les infrastructures et les partenariats privés sont bien meilleurs - le gouvernement n'a pas besoin d'être impliqué, et nous vendons l'eau à un prix beaucoup plus bas ».

Il affirme que toutes les unités passeront au numérique dans les prochains mois.

Cependant, le prix des unités n'est pas bon marché. Veragon indique que ses unités, qui utilisent le système de refroidissement et de condensation, coûtent entre 60 000 et 70 000 dollars.

De son côté, Mme Koigi indique qu'une grande unité coûte 18 000 dollars.

Mais M. Shrivastav souligne que la production d'eau in situ présente un avantage en termes de coûts, car l'eau est assez lourde et n'est pas facile à transporter.

À l'avenir, Uravu Labs étudie comment les progrès de la science des matériaux peuvent améliorer l'efficacité des déshydratants, ou comment l'utilisation d'un matériau différent pour absorber plus d'humidité de l'air pourrait rendre le processus plus efficace. Selon M. Shrivastav, ces avancées permettront également de réduire la chaleur nécessaire de 60 à 40 degrés Celsius.

L'entreprise espère également lancer des projets pilotes impliquant l'installation de ses unités dans des centres de données en Inde et à Singapour.

Les centres de données génèrent beaucoup de chaleur qui est généralement perdue, mais Uravu prévoit de l'utiliser pour créer de l'eau douce.

« Ce processus permettra de réduire de 95 % la consommation d'eau douce [du centre de données], car le système d'Uravu capte la majeure partie de la chaleur perdue et restitue de l'eau froide, de sorte que très peu d'eau douce est nécessaire pour l'appoint », explique M. Shrivastav.