L’utilisation de la fabrication additive dans le traitement des eaux polluées
Comme nous le savons, l’impression 3D offre aujourd’hui la possibilité de créer des objets complexes qui peuvent être reproduits rapidement, facilement et sans grand effort. Avec cette idée en tête, une équipe de recherche des universités de Tasmanie et des Baléares a décidé d’utiliser cette technologie pour nettoyer les eaux polluées. Andreu Figuerola, Fernando Maya et Gemma Isabel Turnes, sont les auteurs de ce projet qui a été financé par l’Agence nationale espagnole de la recherche (AEI) et le Fonds européen de développement régional (FEDER). Il est intéressant de savoir comment les méthodes de fabrication additive sont de plus en plus présentes dans la lutte contre la pollution de l’environnement, et combien d’organisations intègrent cette technologie pour lancer des initiatives qui contribuent à ce mouvement.
On y trouve généralement des informations sur les différents accidents liés à la pollution des eaux. En Espagne, nous avons récemment assisté à la grande catastrophe environnementale dont a souffert la Mar Menor, où des milliers d’organismes ont été dévastés par les effets de la pollution d’origine anthropique. En conséquence, de nombreux écosystèmes naturels ont été détruits. C’est pourquoi l’eau, qui est un bien indispensable pour l’homme et qui s’avère limitée, nécessite des soins et un entretien extrêmement importants afin de pouvoir être réutilisée. Voyons maintenant comment les chercheurs ont intégré la fabrication additive dans le processus de purification.
Crédits photo : Marcial Guillén/EFE
L’impression 3D pour purifier les eaux polluées
Il existe actuellement plusieurs méthodes de traitement de l’eau qui comportent de nombreuses étapes ; celles-ci varient en fonction de la source de la pollution – fluviale, industrielle, résiduelle, etc. en fonction de sa source. Cependant, l’équipe de recherche a utilisé l’impression en 3D pour fabriquer des dispositifs recouverts de matériaux adsorbants capables de purifier des solutions aqueuses avec différents colorants industriels. En d’autres termes, ils ont développé une pièce de support comportant un module avec des canaux interconnectés pour incorporer les matériaux adsorbants. La conception complexe augmente la surface du module et, par conséquent, la quantité de matériaux qui peuvent être inclus.
Bien que difficiles à utiliser, les matériaux adsorbants ont l’avantage de pouvoir être modifiés pour éliminer un ou plusieurs contaminants. Toutefois, l’impression 3D n’offre pas de très grandes possibilités dans ce contexte, car les pièces obtenues ne sont pas adsorbantes. C’est pourquoi le projet a cherché à combiner les deux outils afin de mettre en évidence les avantages dans une solution unique qui maximiserait les bénéfices pour les deux parties. Comment y sont-ils parvenus ? Ils ont incorporé les substances à la surface de l’appareil dès la fin du processus de fabrication, lorsque la pièce est encore molle et collante. Ainsi, par simple contact, ils ont pu déposer à la surface un carbone adsorbant synthétisé. Afin de tester l’efficacité du dispositif, ils ont procédé à l’essai d’une série de solutions préparées en laboratoire avec différents colorants à usage industriel.
Le dispositif imprimé en 3D intègre des matériaux adsorbants pour éliminer les contaminants
En termes de résultats, l’équipe a obtenu une perte totale de couleur en moins de 24 heures en raison de l’adsorption du colorant par l’appareil 3D. Dans un autre test, ils ont utilisé une membrane synthétique afin de joindre les parties 3D et le matériau adsorbant. Les résultats ont été satisfaisants, car la décoloration a pris moins d’une demi-heure et le processus a pu être répété plusieurs fois. Cela a permis de démonter que l’appareil pouvait être constamment réutilisé. En conclusion, l’équipe a pu incorporer les matériaux grâce à 2 procédés différents, leur donnant des qualités qu’ils n’avaient pas auparavant. Dans le même temps, il est apparu clairement que l’appareil imprimé en 3D peut être efficace pour éliminer les polluants et donc contribuer à grande échelle à la purification de l’eau polluée sur le long terme.
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