06.05.2020, 16:00

Pollution: des chercheurs de l’EPFL ont développé des éponges qui filtrent le chrome toxique de l’eau

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Le Laboratoire de matériaux fonctionnels inorganiques de l'EPFL s'est chargé de la recherche. (Illustration)

Environnement Le chrome est une substance très toxique si on l'inhale ou si on l'ingère. Un laboratoire de l'EPFL a développé des éponges qui peuvent filtrer le chrome toxique de l'eau pour en garantir la qualité. Elles ne coûteront pas chers et pourront être produites facilement.

Des chercheurs de l’EPFL ont développé des sortes d’éponges qui peuvent capturer un élément donné dans une solution, comme l’or, le mercure ou le plomb. Ils montrent maintenant que ces cristaux poreux sont aussi capables de filtrer dans l’eau le chrome hexavalent, une substance toxique.

Dans le monde, les contaminations d’eau au chrome hexavalent surviennent de manière récurrente. En février dernier, une société américaine était condamnée pour avoir exposé ses employés à des risques, a indiqué mercredi l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) dans un communiqué.

Cette substance est considérée comme extrêmement toxique, particulièrement si elle est inhalée ou ingérée. En Europe et dans de nombreux autres pays, son usage fait l’objet d’une régulation. Il s’agit d’un génotoxique présumé, qui entraînerait des dommages à l’ADN et la formation de tumeurs cancéreuses.

L’un des plus grands défis de notre époque est de garantir l’accès à une eau de qualité.
Wendy Queen, directrice du Laboratoire de matériaux fonctionnels inorganiques de l’EPFL

«L’un des plus grands défis de notre époque est de garantir l’accès à une eau de qualité», explique Wendy Queen, directrice du Laboratoire de matériaux fonctionnels inorganiques et auteure principale de ces travaux publiés dans le Journal of Materials Chemistry A.

«Parmi nos efforts pour améliorer la santé humaine globale et le bien-être environnemental, il est important que nous développions des procédés énergétiquement efficaces pour retirer rapidement les contaminants de l’eau», ajoute la chercheuse, citée dans le communiqué.

Comme une éponge

Wendy Queen et ses collègues ont conçu un matériau analogue à une éponge, qui peut capturer des éléments donnés dans une solution. Il s’agit de cristaux, connus en anglais sous le nom de «metal–organic frameworks» (MOFs). Les scientifiques peuvent ajuster ces structures cristallines pour qu’elles retiennent une substance particulière.

Ces matériaux sont extrêmement poreux. La surface totale contenue dans un seul gramme de MOF peut être aussi importante que celle d’un terrain de football. La substance à extraire entre dans les pores du matériau et se fixe à la surface interne, suivant un processus appelé adsorption.

Auparavant, les scientifiques avaient montré que leurs matériaux adsorbaient efficacement d’autres substances en solution, comme l’or, le mercure ou le plomb. Par exemple, un gramme de MOF peut retenir presque un gramme d’or.

Bon marché

En collaboration avec Berend Smit et le doctorant Bardiya Valizadeh, Wendy Queen a maintenant démontré qu’il était possible d’extraire de l’eau du chrome hexavalent. Un gramme de MOF peut filtrer environ 208 milligrammes de chrome hexavalent, lequel est relativement léger.

De plus, exposé à la lumière, le MOF transforme cette substance hautement toxique en chrome trivalent, relativement peu dangereux. Il faudra des travaux supplémentaires pour sortir cette technologie du laboratoire et l’appliquer à la décontamination de l’eau.

Le point fort de nos éponges, c’est qu’elles sont plutôt faciles et bon marché à produire.
Wendy Queen, directrice du Laboratoire de matériaux fonctionnels inorganiques de l’EPFL

«Le point fort de nos éponges, c’est qu’elles sont plutôt faciles et bon marché à produire», conclut Wendy Queen. La prochaine étape sera de les tester à plus grande échelle. Les scientifiques estiment que le coût de fabrication d’un kilo de MOFs est de 15 francs, alors qu’un kilo d’or vaut environ 55’000 francs.

ATS

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