Jusqu’à présent, les matériaux appelés hydrogels se dégradaient trop rapidement pour être pratiques ou rentables pour la production d’eau potable. | Andrew Brodhead

Des chercheurs de Stanford ont mis au point un hydrogel qui capte l’humidité de l’atmosphère et la transforme en eau potable, même dans des conditions extrêmes.

Ces dernières années, les scientifiques ont cherché à extraire efficacement l’humidité de l’air ambiant et à la condenser en eau potable à l’aide de matériaux composés de sel et de polymères absorbants. Cependant, ces matériaux, appelés hydrogels, se dégradaient jusqu’à présent trop rapidement pour être pratiques ou rentables. Des chercheurs ont découvert une méthode pour extraire l’eau de l’air grâce à l’énergie solaire et à un hydrogel qui se conserve huit mois, voire plus. Fixé sur un support métallique recouvert d’un revêtement anticorrosion, ce matériau durable permet de produire de l’eau à faible coût, quasiment partout.

« Nombreuses sont les personnes qui n’ont pas accès à l’eau ou qui doivent parcourir des centaines d’heures par an pour s’en procurer », explique Carlos Diaz-Marin , professeur adjoint en sciences et ingénierie de l’énergie à la Stanford Doerr School of Sustainability et co-auteur principal de l’étude, publiée le 7 mai dans Nature Communications . « Des industries très consommatrices d’eau, comme la fabrication de semi-conducteurs et les centres de données, exercent une pression encore plus forte sur les ressources en eau. Nous pensons que cette solution pourrait permettre de fournir des ressources en eau supplémentaires. »

Aux États-Unis, plus d’un demi-million de foyers n’ont pas accès à l’eau courante. À l’échelle mondiale, une personne sur quatre n’a pas accès à l’eau potable.

« Ces nouveaux hydrogels sont exceptionnellement prometteurs car ils nous offrent la possibilité de produire de l’eau potable dans des conditions vraiment extrêmes », a déclaré Chad Wilson, co-auteur principal de l’étude, qui a travaillé sur l’hydrogel lorsqu’il était étudiant diplômé au Massachusetts Institute of Technology.

Dans une étude précédente, publiée en 2025, l’équipe avait testé un dispositif à base d’hydrogel – un carré de la taille d’une plaque à biscuits avec une armature métallique – au Chili, dans le désert d’Atacama, l’un des endroits les plus arides du monde. Ce dispositif était composé d’un hydrogel à base de chlorure de lithium, un sel super absorbant, et de polyacrylamide, un polymère couramment utilisé dans les couches pour bébés.

Même dans l’environnement aride du désert d’Atacama, l’hydrogel s’est gorgé d’eau en une nuit. Les chercheurs ont utilisé une feuille d’aluminium peinte en noir pour absorber la chaleur du soleil et chauffer l’hydrogel. Au cours de la journée, en se réchauffant, l’hydrogel a libéré de l’eau sous forme de vapeur, qui a ensuite pu être condensée en eau liquide et recueillie pour la consommation. Le gel s’est révélé très absorbant, pouvant retenir entre deux et quatre fois son poids en eau.

Bien que le gel se soit avéré efficace pour attirer l’humidité même en milieu pauvre, les chercheurs ont rapidement constaté un problème : sa durée de vie n’était que d’une trentaine de cycles de remplissage et de vidange avant sa dégradation. Ce problème est préoccupant non seulement pour la production d’eau à bas coût, mais aussi pour la sécurité sanitaire. « Toute dégradation pourrait entraîner le passage du sel ou du polymère dans le condenseur », explique Diaz-Marin. « L’eau deviendrait alors impropre à la consommation. »

Aux États-Unis, plus d’un demi-million de foyers n’ont pas accès à l’eau courante. À l’échelle mondiale, une personne sur quatre n’a pas accès à l’eau potable. Construction d’un sorbant stable

Au cours des quatre dernières années, des chercheurs ont mené des expériences en laboratoire pour étudier la dégradation de l’hydrogel. Ils ont constaté que les problèmes surviennent au contact d’une surface métallique, comme la feuille d’aluminium peinte utilisée lors de l’expérience dans le désert d’Atacama. Si le boîtier métallique est essentiel au fonctionnement du processus de captage de l’eau grâce à la chaleur solaire, il libère également des ions qui forment des radicaux dans l’hydrogel et attaquent les longues chaînes du polymère. Le gel se liquéfie alors à mesure que des fragments de polymère se libèrent dans l’eau.

« Les radicaux sont très efficaces pour dégrader le polymère », a déclaré Diaz-Marin. « À notre connaissance, personne n’avait pensé à la durabilité et à la dégradation de ces matériaux, alors qu’il s’agit d’un paramètre essentiel pour la production d’eau. »

Les chercheurs ont testé différentes méthodes pour bloquer les ions métalliques. L’application d’un revêtement anticorrosion sur le métal a permis d’allonger considérablement la durée de vie de l’hydrogel. Lors d’un test, l’hydrogel est resté stable pendant plus de huit mois à une température de 75 °C, température destinée à tester la résistance du matériau dans des conditions extrêmes. Les chercheurs ont également constaté que l’hydrogel déposé sur le métal revêtu restait stable pendant plus de 190 cycles de récupération d’eau.

Ces nouveaux hydrogels sont particulièrement prometteurs car ils nous offrent la possibilité de produire de l’eau potable dans des conditions extrêmes. Chad Wilson Co-auteur principal de l’étude

Hydrogels durables, eau bon marché

Ce niveau de durabilité permet à l’hydrogel de se rapprocher d’une production d’eau à un coût compétitif. « Ces améliorations pourraient nous permettre de produire de l’eau à un centime le litre », a déclaré Diaz-Marin. Cela représenterait environ 1 % du prix de l’eau en bouteille et environ dix fois le prix de l’eau du robinet pour les ménages américains. « Nous entrevoyons un potentiel pour que cette technologie devienne même compétitive par rapport à l’eau du robinet. »

À un prix abordable, un futur système d’approvisionnement en eau à base d’hydrogel pourrait fournir de l’eau potable aux communautés rurales confrontées à des pénuries d’eau dans les régions arides de l’intérieur, où d’autres technologies comme le dessalement ne sont pas envisageables. Fonctionnant à l’énergie solaire, il ne nécessite aucun raccordement au réseau électrique et son impact environnemental serait minimal comparé à celui de l’eau pompée ou acheminée par camion.

Le système n’est pas encore prêt à approvisionner les communautés, mais l’équipe est optimiste. Diaz-Marin et ses étudiants travaillent actuellement à améliorer son efficacité et à réduire son coût. Leur prototype actuel peut produire jusqu’à deux litres d’eau par jour, soit un peu plus d’un demi-gallon, grâce à une fine couche de matériau étalée sur un panneau de la taille d’une serviette de bain. Cela correspond à peu près à la quantité d’eau généralement nécessaire par personne et par jour pour assurer les besoins vitaux de base en cas d’urgence. Diaz-Marin a indiqué que son objectif est d’augmenter la production à cinq litres par jour. « Surtout à Stanford », a-t-il déclaré, « je nous vois bien commercialiser ce système à l’échelle mondiale, que ce soit par le biais d’une start-up ou en le commercialisant sous licence. »

Dans un avenir proche, nous pourrions siroter de l’eau du ciel.

https://news.stanford.edu/stories/2026/05/hydrogel-potable-water-research