Les hydropanneaux Source condensent l'eau potable à partir de l'air sans refroidisseur

Environ 2,2 milliards de personnes dans le monde n'ont pas accès à une eau potable sûre, et la réponse classique — endiguer une rivière et la pomper sur des centaines de kilomètres — ne les atteint jamais. Cody Friesen, professeur de science des matériaux à l'Arizona State University et titulaire d'un doctorat du MIT en films métalliques minces, voulait produire de l'eau là où elle est nécessaire en n'utilisant que des ressources librement disponibles et de l'énergie renouvelable. En 2014, il disposait d'un prototype fonctionnel dans son laboratoire de l'ASU et fondait Zero Mass Water dans un ancien concessionnaire Volvo à Tempe.

L'hydropanneau Source ressemble à un panneau solaire épais — huit pieds sur quatre et environ 300 livres. Des ventilateurs solaires font entrer l'air à l'intérieur, où la vapeur d'eau s'adsorbe sur un matériau hygroscopique conçu à l'échelle nanométrique pour attirer l'eau de manière sélective. La chaleur solaire élève ensuite la pression de vapeur jusqu'à ce que le point de rosée à l'intérieur dépasse la température ambiante — une « condensation passive » qui ne nécessite aucun refroidissement, même dans un air aride. L'eau s'accumule dans un réservoir de 30 litres, est traitée à l'ozone et passe par des cartouches de calcium et de magnésium. Des capteurs transmettent les données à un centre d'opérations réseau qui résout la plupart des problèmes à distance.

Chaque panneau produit jusqu'à cinq litres d'eau potable par jour, et les panneaux ont fait leurs preuves dans les cas difficiles : les deux installés sur le toit arizonien de Friesen approvisionnent sa famille de quatre personnes et deux chiens pendant 110 jours par an où les températures atteignent trois chiffres ; un réseau de 40 panneaux à la Samburu Girls Foundation, au Kenya, a mis fin à une marche quotidienne de deux miles — croisant des hommes, des traces de hyènes et une rivière infestée de choléra — pour aller chercher de l'eau. Des panneaux ont été envoyés dans des camps de réfugiés syriens et à Porto Rico après l'ouragan Maria, dans 37 pays au total, soutenus par 65 millions de dollars de financement en capital-risque.

Inversez le condenseur : la chaleur solaire élève le point de rosée de la vapeur au-dessus de la température ambiante, de sorte que l'eau pure se condense passivement — sans réfrigération, sans réseau électrique, sans canalisations.

Les générateurs d'eau atmosphérique classiques refroidissent un condenseur sous la température ambiante — gourmands en énergie hors réseau ; Friesen a plutôt élevé le point de rosée de la vapeur, en utilisant la chaleur solaire captée.

Le desséchant conçu à l'échelle nanométrique attire sélectivement les molécules d'eau, de sorte que même l'air pollué produit une eau de haute pureté.

Transformer l'eau en panneau en a fait un appareil de type solaire : on le monte, on l'oriente vers le soleil, on le surveille à distance — sans canalisations, réseau électrique ni forage.

La surveillance à distance a rendu une flotte distribuée praticable : la plupart des pannes sont résolues à distance, les partenaires locaux n'étant dépêchés que pour la maintenance physique.

Attaquer une étape de la physique plutôt que de contourner le problème par l'ingénierie : élever le point de rosée a battu la construction de refroidisseurs pour l'eau hors réseau dans les déserts.

En avril 2020, Zero Mass Water avait levé 65 millions de dollars et installé des panneaux dans 37 pays, de la jungle au désert, dans des hôpitaux, des écoles, des hôtels, des camps de réfugiés et des zones sinistrées. Le problème non résolu était le coût : à 2 500 dollars le panneau — jusqu'à 6 500 dollars installé pour une paire — la plupart des réseaux étaient financés par des gouvernements, des fondations et des ONG, et l'entreprise a lancé une unité de demi-taille pour s'intégrer au solaire résidentiel. Friesen inscrivait cette trajectoire dans celle du photovoltaïque solaire, comprimant des décennies de gains de coût et de performance en cinq ans. Les climats glacials restaient hors de portée.