Face aux défis croissants liés à l'accès à l'eau potable, notamment dans les régions où les ressources sont limitées, le distillateur solaire apparaît comme une solution prometteuse. Cet appareil utilise uniquement l'énergie du soleil pour transformer une eau salée ou contaminée en eau propre grâce au phénomène naturel d'évaporation puis de condensation, sans recourir à l'électricité ni aux combustibles.

C'est dans cette perspective que les chercheurs Dobet Dago D. I. N'drin, Siaka Touré et Adingra Paul A. Kouassi du Laboratoire des Sciences de la Matière, de l'Environnement et de l'Énergie Solaire (LASMES) de l'Université Félix Houphouët-Boigny, ont réalisé cette étude visant à déterminer le mode d'utilisation le plus efficace d'un distillateur solaire plan à cinq compartiments. Les chercheurs ont comparé trois façons de faire fonctionner l'appareil :

Mode 1 : les cinq compartiments fonctionnent simultanément ;

Mode 2 : seul le compartiment situé au centre est utilisé ;

Mode 3 : seuls les compartiments placés sur les côtés sont mis en service.

L'objectif était d'identifier la configuration produisant la plus grande quantité d'eau distillée tout en comprenant les facteurs qui influencent les performances de l'appareil.

Un nouvel indicateur pour suivre la position du soleil

L'une des innovations majeures de cette recherche réside dans l'introduction d'un nouvel indicateur appelé angle moyen absolu entre la trajectoire solaire et le plan vertical Est-Ouest. En termes simples, cet indicateur permet de mesurer à quel point la trajectoire quotidienne du soleil est bien alignée avec l'orientation du distillateur. Plus cet alignement est favorable, plus l'appareil reçoit efficacement les rayons solaires, améliorant ainsi sa capacité à produire de l'eau potable.

Lorsque les cinq compartiments sont utilisés simultanément (Mode 1), le distillateur atteint une production moyenne de 4,82 kilogrammes d'eau distillée par mètre carré et par jour, soit près du double du Mode 3 et plus de cinq fois celle obtenue avec le Mode 2. Le Mode 3, utilisant uniquement les compartiments latéraux produit 2,51 kg/m²/jour. Le Mode 2, limité au compartiment central, affiche une production inférieure à 0,9 kg/m²/jour. Selon les chercheurs, ces résultats montrent que l'utilisation complète de la surface de l'appareil permet de mieux capter et exploiter l'énergie solaire augmentant ainsi la quantité d'eau produite.

La chaleur et la température de l'eau jouent un rôle déterminant

Les chercheurs ont également analysé les facteurs influençant la production d'eau. Ils montrent que deux éléments sont particulièrement importants : la chaleur utile, c'est-à-dire la quantité de chaleur réellement utilisée pour transformer l'eau en vapeur ; la température moyenne de l'eau qui favorise l'évaporation lorsque celle-ci est élevée.

Les analyses statistiques révèlent une très forte relation entre ces paramètres et la productivité du distillateur. En d'autres termes, plus l'eau est chaude et plus l'énergie solaire est efficacement exploitée, plus la quantité d'eau distillée augmente.

Le soleil, un allié stratégique

L'étude confirme également que les performances du distillateur dépendent fortement de l'ensoleillement quotidien. Les meilleures performances sont obtenues lorsque : le rayonnement solaire est particulièrement élevé, notamment en fin de saison sèche ; le soleil passe au plus près de l'axe Est-Ouest, une situation observée pendant les équinoxes, périodes de l'année où la durée du jour et de la nuit est pratiquement identique. Ces conditions permettent au distillateur de capter davantage d'énergie solaire tout au long de la journée.

Bien que le Mode 2 soit le moins productif, les chercheurs soulignent qu'il conserve un intérêt pratique. En effet, sa production plus faible s'accompagne d'un chauffage plus modéré, ce qui peut être avantageux pour la distillation de composés photosensibles, c'est-à-dire de substances qui se dégradent lorsqu'elles sont exposées à une chaleur importante ou à un rayonnement lumineux intense. Ce mode pourrait ainsi être privilégié dans certaines applications pharmaceutiques, alimentaires ou de recherche.

Une avancée pour l'accès durable à l'eau potable

Cette étude fournit des recommandations concrètes pour améliorer les performances des distillateurs solaires, une technologie particulièrement adaptée aux zones rurales, aux régions côtières et aux territoires confrontés à la rareté de l'eau potable. En identifiant le mode de fonctionnement le plus efficace et les conditions climatiques les plus favorables, les chercheurs ouvrent la voie à une utilisation plus performante de cette technologie propre, économique et respectueuse de l'environnement. À l'heure où les effets du changement climatique accentuent les tensions sur les ressources en eau, ces résultats constituent une contribution importante au développement de solutions durables reposant sur une énergie gratuite, abondante et renouvelable : le soleil.

Fabrice Nouzianyovo