Le marché
Le marché mondial de la production d’eau potable était estimé en 2007 à 400 milliards de dollars et devrait atteindre 533 milliards en 2013. Les prévisions de croissance du marché mondial de la désinfection de l’eau potable par les rayons ultraviolets et l’ozone indiquent une augmentation de 4,6 à 10 milliards de dollars sur la même période. Cependant, le coût pour la société ne se limite pas à la production et au traitement de l’eau potable, il nécessite également l’infrastructure nécessaire pour capter et distribuer l’eau. Les États-Unis ont posé plus de 700 000 milles de conduites d’eau, soit quatre fois plus que la longueur de toutes les routes nationales. Le coût de l’expansion et de l’amélioration a été estimé à 250 milliards de dollars au cours de la prochaine décennie. Les États-Unis ne sont pas seuls, le gouvernement chinois a annoncé un budget de 128 milliards de dollars pour distribuer de l’eau, en particulier en milieu urbain.
La consommation mondiale d’eau potable a été multipliée par six au cours du siècle dernier. La production d’eau a à peine pu suivre la tendance, ce qui a conduit à des données inquiétantes selon lesquelles 1,2 milliard de citoyens dans le monde n’ont pas accès à l’eau potable et 2,4 milliards de personnes ne disposent pas d’un assainissement adéquat. L’approvisionnement en eau est aggravé par le fait que l’eau et le sol soient de plus en plus contaminés. Nos systèmes de production, en particulier dans l’agriculture, sont de grands consommateurs d’eau. Un hamburger nécessite 2 400 litres d’eau (un kilogramme de bœuf nécessite 15m3 d’eau) ; une paire de chaussures nécessite 8 000 litres d’eau et un T-shirt en coton (biologique aussi) engloutit 4 000 litres d’eau.
Alors que 70 % de la planète est constituée d’eau, seulement 2,5 % est constituée d’eau douce et la majorité est capturée dans les calottes glaciaires. L’une des ressources les moins exploitées sont les 12 900 kilomètres cubes d’eau en suspension sous forme de vapeur dans l’atmosphère. Un kilomètre cube de nuages pourrait contenir jusqu’à 3000 m3 d’’eau. Cette source d’eau hautement répartit, facilement accessible sur plus de 70 % du territoire, représente l’une des occasions uniques de répondre à l’augmentation spectaculaire de la demande.
L’innovation
Le cycle d’évaporation, de condensation et de précipitation est connu sous le nom de cycle de l’eau. C’est un système naturel qui a été largement décrit et étudié. Plusieurs inventeurs se sont concentrés sur la capture des vapeurs par le contrôle du point de rosée. En fait, l’eau des appareils à air utilise des techniques de réfrigération pour condenser les vapeurs de l’air. Ce système fonctionne à des températures ambiantes comprises entre 21 et 32 degrés avec une humidité de l’eau dans l’air comprise entre 40 et 100 %. The Atmospheric Water Technologies (USA) a concédé cette technologie sous licence au groupe Katgara en Inde, qui a installé le premier système garantissant un approvisionnement permanent en eau potable à 350 villageois à Jalimundi, un petit village près de Rajahmundry (East Godavari). Cependant, le plus grand défi est le coût de l’énergie pour la réfrigération. La plupart des endroits qui manquent d’eau manquent également d’électricité et la demande énorme en électricité les rend inadéquat à toute application pratique de l’énergie solaire.
Curt Hallberg, l’ingénieur marin de la marine qui a ensuite fondé WATRECO à Malmö, en Suède, avec ses collègues, a reconnu que l’une des principales applications potentielles de la technologie des vortex (voir cas 1) est la production d’eau propre. Alors qu’il travaillait déjà sur des systèmes de filtration, pressant les impuretés hors de l’eau, qui sortent ensuite par un embout, rendant que l’eau propre prête à être consommée, il était conscient que le principal défi n’était pas seulement de purifier, mais plutôt de produire de l’eau en premier. Les systèmes air/eau s’appuient sur la diminution de la température pour contrôler le point de rosée. Il a vu une opportunité d’utiliser un autre paramètre physique clé : l’augmentation de la pression. Lorsque l’air est aspiré dans un tube, formant un tourbillon, la pression augmente. Grâce au mouvement tourbillonnant, l’eau est « pressée » hors de l’air. L’énergie nécessaire pour aspirer l’air humide à travers le générateur de tourbillons est une fraction de l’énergie nécessaire pour réduire la température des agents de refroidissement.
Le premier flux de trésorerie
Curt a déjà démontré avec succès qu’il peut extraire l’air de et qu’il peut presser l’air dans l’eau jusqu’à saturation critique en utilisant les forces tourbillonnantes du vortex. Ses connaissances ont déjà permis de créer un portefeuille d’une douzaine d’applications d’affaires potentielles, dont trois ont déjà atteint la phase de commercialisation. Cela comprend la fabrication de glace, le détartrage et l’amélioration de l’irrigation. Maintenant, il est prêt à utiliser la même logique, mais au lieu de changer la teneur en air de l’eau, il change la teneur en eau de l’air. Après tout, les mêmes principes s’appliquent et au lieu de faire pression pour obtenir de l’eau à travers des coûts énergétiques élevés, il regarde plutôt la production d’eau avec des besoins énergétiques très faibles. Il a été estimé que le moteur d’un aspirateur serait suffisant pour alimenter le dispositif de captage d’eau qui pourrait être alimenté par de petites unités solaires, un exploit qui ne fonctionnerait pas pour la réfrigération.
L’opportunité
La logique appliquée par Curt n’est pas très différente des idées révolutionnaires que James Dyson a appliquées pour rendre les aspirateurs plus efficaces. Dyson a obtenu une meilleure aspiration de 45 % en ajoutant des cyclones plus petits grâce à des tubes de plus petit diamètre générant des forces centrifuges plus importantes. La combinaison des technologies établies en Suède et au Royaume-Uni pourrait fournir une solution économique et durable pour la production d’eau à partir de l’air, à une fraction de l’énergie que la norme actuelle du marché exige.
