Des ingénieurs de l’Université de Waterloo au Canada ont mis au point un filtre imprimé en 3D, peu coûteux et personnalisable, qui élimine jusqu’à 90 % des microplastiques présents dans l’eau, offrant ainsi une solution économique pour les usages résidentiels et industriels.
Les microplastiques sont de minuscules fragments de plastique, inférieurs à cinq millimètres, que l’on retrouve de plus en plus fréquemment dans l’eau potable à travers le monde. Une fois ingérés, ils peuvent pénétrer dans les tissus et le sang humains et ont été retrouvés dans le lait maternel. Des recherches en cours suggèrent un lien possible avec des problèmes de santé tels que le cancer et les crises cardiaques.
L’équipe de recherche a mis au point, grâce à un procédé en trois étapes, une colonne de filtration composée de filtres à disques empilés, imprimés en 3D et fabriqués à partir d’un polymère biodégradable. Ces colonnes sont faciles à produire et à personnaliser.
Professeur Tizazu Mekonnen
« Nous avons testé l’utilisation de huit à vingt filtres empilés », explique le Dr Tizazu Mekonnen, professeur de génie chimique à l’Université de Waterloo. « Avec vingt filtres, nous avons éliminé 90 % des microplastiques, ce qui représente une nette amélioration par rapport aux technologies de filtration actuelles. »
Les chercheurs ont d’abord conçu des filtres à disque pour maximiser le contact avec l’eau qui les traverse, puis y ont ajouté un polymère hydrosoluble qui se dissout après l’impression, laissant ainsi des pores à l’échelle nanométrique et micrométrique.
Enfin, ils ont ajouté un adhésif sensible à la pression qui augmente la capture des microplastiques sans obstruer les pores.
Les microplastiques relativement gros ont été capturés presque intégralement, tandis que les particules inférieures à 10 micromètres se sont avérées plus difficiles à piéger. La prochaine étape du projet, auquel participe notamment Ethan Crawford, étudiant diplômé en génie, consiste à trouver une solution pour éliminer les 10 % restants. Les microplastiques peuvent contaminer les ressources en eau par des voies inattendues, comme le lavage du linge à la maison.
« Nos vêtements sont principalement composés d’un mélange de polyéthylène téréphtalate (PET) sous forme de polyester et de coton, ou de polyester pur », explique Mekonnen, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les polymères multiphasiques durables. « Lorsqu’on retire le filtre du sèche-linge, on constate la quantité de fibres qu’il retient. Il s’agit de microplastiques, et ce filtre ne peut en retenir qu’une partie. »
Les machines à laver libèrent encore plus de microplastiques à cause de l’essorage à grande vitesse qui détache de minuscules fibres et les envoie dans les systèmes d’eaux usées.
Un filtre imprimé en 3D peu coûteux et personnalisable, mis au point par des chercheurs de l’Université de Waterloo, qui élimine jusqu’à 90 % des microplastiques présents dans l’eau (Université de Waterloo).
Mekonnen a déclaré que cette nouvelle technologie présente un potentiel prometteur pour l’intégration dans les systèmes d’eau potable domestiques et les stations d’épuration industrielles, car les méthodes de filtration actuelles, comme le charbon actif, ne sont que partiellement efficaces pour éliminer les microplastiques.
Une étude sur les travaux intitulés « 3D-printed, flow-through water filters for microplastic capture: The effect of surface porosity, column height, and pressure-sensitive adhesives on removal efficiency ou Filtres à eau à flux continu imprimés en 3D pour la capture des microplastiques : l’effet de la porosité de surface, de la hauteur de la colonne et des adhésifs sensibles à la pression sur l’efficacité d’élimination » a été publiée dans la revue Separation and Purification Technology.
https://uwaterloo.ca/news/media/low-cost-3d-printed-filter-removes-90-cent-microplastics
