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Une nouvelle technique de dessalement de l’eau de mer

Concentrations de CO2 : 426,25 ppm (7 octobre 2026)              

Concentrations de CH4 : 1939.44 ppb (mai 2026)

Avec la fonte des glaciers sous les coups de boutoir du réchauffement climatique, l’eau – essentielle à la vie – va devenir un bien précieux dans les prochaines années. Aujourd’hui, les Nations Unies estiment que 2,2 milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à une eau potable consommable en toute sécurité. Des communautés, de la Californie au Moyen-Orient, dépendent des usines de dessalement pour transformer l’eau de mer en eau douce. Le 20 juillet 2026, j’ai écrit sur ce blog une note intitulée « Le dessalement de l’eau de mer dans les îles Canaries (Espagne), dans laquelle j’expliquais les avantages et surtout les inconvénients de cette technologie :

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2026/07/20/le-dessalement-de-leau-de-mer-dans-les-iles-canaries-espagne/

Usine de dessalement d’Arecife, sur l’île de Lanzarote (Source: presse espagnole)

Les techniques de dessalement utilisées de nos jours, telles que l’osmose inverse et la distillation thermique, sont énergivores, nécessitent un prétraitement et un post-traitement de l’eau, et produisent énormément de saumure qui, rejetée dans l’océan, a des conséquences désastreuses sur la vie marine, car elle augmente la salinité et diminue la teneur en oxygène de l’eau. J’ai insisté sur ce problème à propos des îles Canaries.

Illustration du processus de dessalement de l’eau de mer par osmose inverse  (Source : sydneydesal.com)

Une approche novatrice qui vient d’être mise au point en laboratoire à l’Université de Rochester (État de New York) offre une solution à ces inconvénients. Des chercheurs de l’Institut d’Optique ont développé un nouveau procédé de dessalement solaire thermique permettant de produire de l’eau douce de manière écoénergétique, sans rejet de saumure et sans ajout de produits chimiques pour le prétraitement. La méthode utilisée par l’équipe scientifique est décrite dans un article publié dans Light: Science & Applications :

https://www.nature.com/articles/s41377-026-02315-4

Cette technologie utilise des panneaux solaires en métal noir gravés au laser femtoseconde pour rendre la surface extrêmement absorbante et hydrophile, c’est-à-dire extrêmement attractive pour l’eau. [NDLR : Un laser femtoseconde est un type de laser particulier qui produit des impulsions ultra-courtes dont la durée est de l’ordre de quelques femtosecondes à quelques centaines de femtosecondes (1 femtoseconde = 1 fs = 10⁻¹⁵ seconde)].

Les panneaux possèdent une zone active traitée au laser qui attire une fine couche d’eau à la surface, absorbe la quasi-totalité du rayonnement solaire, distille l’eau et dépose les sels et minéraux restants sur les côtés non traités du panneau, ou zone « passive », afin que le sel n’obstrue pas la zone active et ne perturbe pas le dessalement continu.

D’autres chercheurs ont déjà mis au point des techniques de dessalement solaire thermique qui fonctionnent bien en laboratoire avec de l’eau de mer simulée composée uniquement d’eau et de chlorure de sodium. Lors de l’évaporation de l’eau, le chlorure de sodium cristallise sous forme de particules granuleuses et poreuses, permettant à l’eau de dissoudre le sel. Les panneaux solaires peuvent ainsi être facilement nettoyés. Le problème, c’est que l’océan réel a une composition bien plus complexe, et ces systèmes rencontrent souvent des problèmes lors des tests en conditions réelles. Contrairement au chlorure de sodium, de nombreux autres composants de l’eau de mer, comme les matériaux à base de magnésium et de calcium, cristallisent sous forme de croûte non poreuse à la surface du panneau solaire, l’obstruent, et finissent par empêcher l’eau de s’infiltrer.

Pour éviter que la surface de leurs panneaux solaires ne s’encrasse de la même manière, l’équipe scientifique de l’Université de Rochester a gravé avec précision les rainures du métal noir afin que les différents sels et minéraux présents dans l’eau de mer s’en détachent facilement. En testant leur technique de dessalement solaire thermique à l’aide d’échantillons d’eau provenant des océans Pacifique, Atlantique et Indien, les chercheurs ont réussi à rendre la surface autonettoyante, de sorte qu’elle extraie l’eau douce et dirige les sels restants vers la zone passive où ils pourraient être collectés ultérieurement sans réduire l’efficacité du panneau.

L’un des principaux avantages de cette nouvelle méthode est qu’au lieu de produire une saumure à éliminer ou à traiter, elle extrait la quasi-totalité des sels sous forme solide. Ce procédé pourrait non seulement permettre de produire une quantité abondante de sel de table, mais aussi d’extraire des minéraux plus précieux, comme le lithium, utilisé dans les batteries lithium-ion qui alimentent les véhicules électriques et autres appareils électroniques. À partir d’échantillons d’eau du Grand Lac Salé, les chercheurs ont pu extraire environ 50 % du lithium contenu dans les sels résiduels du processus de dessalement.

Il est bon de rappeler que ces expériences ont été réalisées en laboratoire. Il reste maintenant à les tester sur le terrain et voir si leur efficacité se trouve confirmée.

Source : Université de Rochester.

Le casse-tête des panneaux solaires en Californie // Solar panels are a headache in California

À partir de 2006, la Californie, désireuse d’inciter la population à adopter l’énergie solaire, a versé des subventions aux propriétaires qui acceptaient d’installer des panneaux photovoltaïques, mais sans mettre en place un plan pour leur élimination une fois leur durée de vie arrivée à son terme. Aujourd’hui, 25 ans plus tard, ces panneaux approchent de la fin de leur cycle de vie. C’est pourquoi un grand nombre d’entre eux finissent dans des décharges. Des composants qui contiennent des métaux lourds toxiques tels que le sélénium et le cadmium risquent de contaminer les nappes phréatiques. Seul un panneau sur 10 est réellement recyclé. Cette situation illustre à quel point une politique environnementale peut provoquer des dangers que personne n’avait anticipés.
La Californie – le Sunshine State – a adopté de bonne heure l’énergie solaire. Au début, les petits avantages accordés par le gouvernement n’ont guère fait baisser le prix des panneaux photovoltaïques ou encouragé leur vente. Tout a changé en 2006 lorsque les Californiens ont reçu 3,3 milliards de dollars de subventions pour l’installation de panneaux photovoltaïques sur les toits de leurs maisons. La mesure a dépassé ses objectifs; elle a fait baisser le prix des panneaux et augmenté la part de l’électricité produite par l’État grâce au soleil. Grâce aux différentes mesures, le solaire représente désormais 15 % de la production d’électricité en Californie.
Alors que l’État poursuivait son programme d’énergies renouvelables, la question de la gestion des déchets toxiques n’a jamais été vraiment abordée. Aujourd’hui, les autorités locales et les fabricants de panneaux se rendent compte qu’ils n’ont pas la capacité de faire face au problème. Tout l’accent a été mis sur la construction de cette énergie renouvelable, mais peu d’attention a été accordée à la fin de vie de ses supports.
Le plus inquiétant, c’est que, l’élimination des panneaux solaires usagés ne se limite pas à la Californie; c’est aussi un problème à l’échelle nationale. Environ 140 000 panneaux sont installés chaque jour aux États-Unis, et ce chiffre devrait quadrupler entre 2020 et 2030.
80% d’un panneau photovoltaïque classique est composé de matériaux recyclables, mais les démonter et récupérer le verre, l’argent et le silicium est extrêmement difficile. Le recyclage des panneaux n’est pas un processus simple. Des équipements et des ouvriers hautement qualifiés sont nécessaires pour séparer le cadre en aluminium et la boîte de jonction du panneau sans le briser en mille morceaux de verre. Des fours spécialisés sont utilisés pour chauffer les panneaux afin de récupérer le silicium. Dans la plupart des États, les panneaux sont classés comme matières dangereuses, ce qui nécessite des restrictions coûteuses sur l’emballage, le transport et le stockage.
La plupart des recherches sur les panneaux photovoltaïques se concentrent sur la récupération du silicium pour que le recyclage soit économiquement rentable. Le National Renewable Energy Laboratory a estimé qu’il faut dépenser 20 à 30 dollars pour recycler un panneau contre 1 à 2 dollars pour l’envoyer dans une décharge.
Le nombre de panneaux solaires installés au cours de la prochaine décennie devrait dépasser les centaines de millions rien qu’en Californie, et le recyclage deviendra alors crucial avec un plus grand nombre de panneaux moins chers et d’une durée de vie plus courte. Selon les scientifiques, le problème est largement dû au manque de sensibilisation des consommateurs à la toxicité des matériaux contenus dans les panneaux et à leur élimination. Les panneaux sont maintenant considérés comme des déchets classiques et peuvent être collectés auprès de plus de 400 gestionnaires en Californie; ils sont ensuite acheminés vers des installations d’élimination, de réutilisation ou de recyclage.
En Europe, une réglementation récente impose aux fabricants de prendre en compte une élimination responsable de leurs produits en fin de vie. Elle oblige tous les fabricants de panneaux dans les pays de l’UE de financer la collecte et le recyclage en fin de vie.
Une législation similaire a été tentée dans plusieurs États américains, dont l’Etat de Washington, où un programme obligera les fabricants de panneaux photovoltaïques à financer leur recyclage en fin de vie. La législation a été adoptée en 2017 et entrera en vigueur en 2025. Il s’agit de la seule loi sur la responsabilité des fabricants aux États-Unis. Cela fait partie d’une stratégie plus large dans l’industrie du recyclage dans laquelle le coût du recyclage est intégré au coût d’un produit lors de son achat. Les entités commerciales qui vendent les produits deviennent responsables des coûts de fin de vie, y compris les coûts de recyclage.
Source : Los Angeles Times.

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Beginning in 2006, California, focused on how to incentivize people to take up solar power, showered subsidies on homeowners who installed photovoltaic panels but had no comprehensive plan to dispose of them. Now, panels purchased under those programs are nearing the end of their 25-year lifecycle.

Many panels are already winding up in landfills, where components that contain toxic heavy metals such as selenium and cadmium can contaminate groundwater. Only 1 in 10 panels are actually recycled. This situation illustrates how cutting-edge environmental policy can create unforeseen hazards down the road.

California came early to solar power. Small governmental rebates did little to bring down the price of solar panels or to encourage their adoption. Everything changed in 2006 when Californians were granted $3.3 billion in subsidies for installing solar panels on rooftops. The measure exceeded its goals, bringing down the price of solar panels and boosting the share of the state’s electricity produced by the sun. Because of that and other measures, solar power now accounts for 15% of California’s power.

But as the State barreled ahead on its renewable-energy program, questions about how to handle the toxic waste that would accrue years later were never fully addressed. Now, both local authorities and panel manufacturers are realizing that they don’t have the capacity to handle what comes next. While all the focus has been on building this renewable capacity, not much consideration has been put on the end of life of these technologies.

Actually, the disposal of used solar panels is not just a problem in California but also nationwide. About 140,000 panels are installed every day in the United States, and the solar industry is expected to quadruple in size between 2020 and 2030.

Although 80% of a typical photovoltaic panel is made of recyclable materials, disassembling them and recovering the glass, silver and silicon is extremely difficult. Recycling solar panels is not a simple process. Highly specialized equipment and workers are needed to separate the aluminum frame and junction box from the panel without shattering it into glass shards. Specialized furnaces are used to heat panels to recover silicon. In most states, panels are classified as hazardous materials, which require expensive restrictions on packaging, transport and storage.

Most research on photovoltaic panels is focused on recovering solar-grade silicon to make recycling economically viable. That skews the economic incentives against recycling. The National Renewable Energy Laboratory estimated that it costs roughly $20 to $30 to recycle a panel versus $1 to $2 to send it to a landfill.

The number of installed solar panels in the next decade is expected to exceed hundreds of millions in California alone, and recycling will become even more crucial as cheaper panels with shorter lifespans become more popular. According to experts, the lack of consumer awareness about the toxicity of materials in the panels and how to dispose of them is part of the problem. Now, panels are classified as universal waste and can be collected at more than 400 universal waste handlers in California, where they are then assessed and transported to disposal, reuse or recycle facilities.

In Europe, a recently enacted regulation places responsibility on producers for supporting their products through responsible end-of-life disposal. It requires all producers that manufacture panels for countries in the EU to finance end-of-life collection and recycling.

Similar legislation has been attempted in several U.S. states, including Washington, where a program will require solar panel manufacturers to finance end-of-life recycling. The initiative was passed in 2017 and will begin implementation in 2025. It’s the only producer-responsibility law in the United States. It’s part of a larger strategy in the recycling industry in which the cost of recycling is built into the cost of a product at its initial purchase. Business entities in the product chain become responsible for end-of-life costs, including recycling costs.

Source: Los Angeles Times.

Centrale solaire en Californie (Crédit photo: Wikipedia)