Avec la membrane filtrante sur le marché mondial

Le professeur de l'ETH Raffaele Mezzenga et son ma?tre-assistant Sreenath Bolisetty ont mis au point une membrane filtrante qui élimine efficacement les métaux lourds et autres polluants de l'eau. La demande mondiale est si forte qu'ils ont créé le spin-off de l'ETH, BluAct Technologies.

Vue agrandie : Raffaele Mezzenga et Sreenath Bolisetty
Sreenath Bolisetty et le professeur de l'ETH Raffaele Mezzenga (à gauche) examinent un échantillon de leur membrane filtrante. (Image : Mezzenga Lab / ETH Zurich)

La publication a fait l'effet d'une bombe : En janvier 2016, les scientifiques de l'ETH Raffaele Mezzenga et Sreenath Bolisetty ont publié dans la revue spécialisée Nature Nanotechnology une étude sur une membrane filtrante développée dans leur laboratoire. Ils y ont démontré que cette membrane purifie efficacement l'eau des métaux lourds, des déchets radioactifs ou des substances toxiques ainsi que des bactéries. Elle retient également les ions d'or, de platine et de palladium. Gr?ce à la membrane, ces métaux précieux peuvent être récupérés. Sa conception est extrêmement simple : elle se compose d'un mélange de protéines de petit-lait dénaturées et de charbon, appliqué sur un papier filtre.

Couvert de demandes

Les médias du monde entier se sont emparés de l'histoire - et les chercheurs ont par la suite été submergés de demandes. De la ménagère hongkongaise inquiète pour la santé de sa famille aux sociétés minières à la recherche d'une solution pour les eaux usées des mines contaminées par des métaux lourds, la quantité et la diversité des demandes tiennent les deux chercheurs en haleine jusqu'à aujourd'hui.

En mai 2016, Mezzenga et Bolisetty ont donc fondé, avec l'aide de l'investisseur Keith Boonstra, le spin-off de l'ETH, BluAct Technologies GmbH. Bolisetty est à la fois son CEO et son développeur en chef. Mezzenga est actionnaire, aide en coulisses et conseiller scientifique.

BluAct vient de produire une première livraison de membranes prototypes à l'échelle industrielle. Le spin-off a utilisé son capital de départ pour faire protéger la membrane par un brevet national dans 90 pays. "Cela a été très compliqué et co?teux, car il n'est pas possible, au niveau des nations, d'obtenir une protection par brevet valable dans tous les pays", explique Mezzenga. Mais comme la technologie est relativement simple, ils doivent se protéger des imitateurs.

Des preneurs de licence produisent la membrane

Actuellement, la fabrication de la membrane est confiée à des entreprises partenaires externes. BluAct veille à ce que la qualité du produit soit conforme aux spécifications. En tant que Chief Technical Officer, Bolisetty surveillera et évaluera les producteurs. "Je vais probablement beaucoup voyager à l'avenir", dit-il en souriant.

BluAct peut fournir tous les composants nécessaires pour mettre la technologie en pratique. Il est prévu d'intégrer la membrane dans des systèmes de filtration sous pression existants et d'y remplacer les filtres actuels. Les entrepreneurs de l'ETH viennent d'enregistrer un premier grand succès : Les jeunes entrepreneurs ont conclu un contrat avec le groupe ISL. Celui-ci assure la distribution de bouteilles filtrantes d'eau potable équipées de la technologie BluAct.

Ces bouteilles seront ensuite distribuées par des organisations non gouvernementales et des autorités en Asie, en Afrique et en Amérique latine aux personnes qui n'ont pas accès à l'eau potable. "C'est un projet purement humanitaire qui nous tient à c?ur", souligne Mezzenga. Pour que la membrane filtrante atteigne les plus pauvres, BluAct travaille en collaboration avec les autorités. Des terrains ont déjà été aménagés dans l'?tat indien d'Andrah Pradesh pour y construire un site de production.

Les deux jeunes entrepreneurs gagneront de l'argent avec les grands intéressés, les sociétés minières par exemple ou l'industrie. Car le traitement de l'eau avec cette membrane filtrante ne conna?t pratiquement aucune limite. La membrane de trois millimètres d'épaisseur peut en principe être fabriquée dans n'importe quelle taille, de la taille d'une pièce de cinq francs pour le filtre domestique à celle d'une pièce d'un mètre carré pour des applications industrielles. Pour purifier de grandes quantités d'eau, il est en outre possible d'utiliser plusieurs membranes en même temps. Il devrait ainsi être possible de construire une installation qui filtre 100'000 litres d'eau par heure.

Vaste champ d'application

Les fondateurs de BluAct sont actuellement en contact avec une société minière qui a fait part de son intérêt pour cette arme miracle contre les métaux lourds. La membrane filtrante est déjà en phase de test dans une entreprise qui décontamine des centrales nucléaires en Europe. En effet, la membrane ne lie pas seulement les métaux lourds, mais aussi l'uranium radioactif. Elle pourrait donc également être utilisée pour décontaminer l'eau contaminée par la radioactivité.

Les autres domaines d'activité visés par BluAct sont également l'industrie lourde et électronique (pour la récupération de métaux précieux), l'agriculture, sans oublier le traitement de l'eau potable à usage domestique. En effet, gr?ce à une nouvelle étude, Bolisetty et Mezzenga ont démontré que la membrane élimine également l'arsenic de l'eau de manière très efficace (voir encadré). Elle constitue donc, dans les régions où cette substance toxique menace la santé des personnes, une solution peu co?teuse pour de nombreuses personnes concernées.

Recherche d'autres investisseurs

Pour faire avancer et développer leur entreprise, Bolisetty et Mezzenga ont besoin d'autres bailleurs de fonds. Une prochaine chance leur est offerte par un concours renommé de nouvelles technologies à Manchester (GB). Bolisetty y présentera BluAct. Le spin-off de l'ETH s'est hissé parmi les dix meilleures jeunes entreprises dans le domaine de "l'énergie et de l'environnement". Le ma?tre-assistant espère ainsi rencontrer des investisseurs qu'il pourra enthousiasmer pour son idée.

Ni Bolisetty ni Mezzenga ne veulent se prononcer sur l'ampleur du potentiel de BluAct en général. "L'eau propre est d'une grande importance dans le monde entier. Mais nous ne pouvons pas encore estimer la taille de notre entreprise", déclare Bolisetty. "Pour l'instant, je me concentre entièrement sur BluAct. Nous travaillons très dur pour que notre technologie puisse couvrir le plus grand nombre possible de domaines du traitement de l'eau."

Vue agrandie : Dr Monica Orozco, from Universidad del Valle de Guatemala is collecting water samples from Atitlán lake, removing As using the technology developed by Bolisetty and Mezzenga.
Monica Orozco de l'Universidad del Valle de Guatemala prélève des échantillons d'eau du lac Aittlán pour en extraire l'arsenic avec la nouvelle membrane filtrante. (Image : zVg BluAct)

Nouvelle étude : la membrane élimine aussi l'arsenic

Dans une nouvelle étude qui vient d'être publiée dans la revue spécialisée Chemical Communications, Bolisetty et Mezzenga démontrent que la membrane filtrante qu'ils ont développée fixe également efficacement l'arsenic (sous forme d'arséniate et d'arséniure) et l'élimine presque entièrement de l'eau. La membrane permet en outre d'effectuer plusieurs cycles de filtration sans que le pouvoir nettoyant ne diminue.

Les chercheurs de l'ETH ont pu démontrer l'efficacité de leur méthode en utilisant de l'eau potable réellement contaminée. Celle-ci provient de la région du lac Atitlán au Guatemala. Cette région est volcanique et l'eau y est naturellement riche en arsenic et en mercure. L'eau potable analysée dans cette région peut contenir jusqu'à 80 microgrammes d'arsenic par litre. C'est huit fois la valeur limite de 10 microgrammes d'arsenic par litre recommandée par l'OMS. Celle-ci s'applique également à la Suisse.

Pour Mezzenga, cette étude est une percée : "De nombreuses demandes que nous avons re?ues concernaient l'arsenic. Jusqu'alors, nous n'avions pas pris en compte cet élément dans nos essais en laboratoire. Nous sommes donc d'autant plus heureux que la membrane élimine également cette substance toxique dans des conditions de terrain".

La prochaine étape consistera à adapter la membrane filtrante aux filtres régionaux et à la mettre à la disposition des habitants de la région d'Atitlán à un co?t relativement faible. Pour ce faire, le laboratoire du professeur Mezzenga de l'ETH collaborera avec celui de l'Universidad del Valle de Guatemala, dirigé par Monica Orozco. Les chercheurs espèrent ainsi pouvoir réduire considérablement les risques liés à l'empoisonnement insidieux à l'arsenic.

Référence bibliographique

Bolisetty S, Reinhold N, Zeder C, Orozco MN, Mezzenga R. Purification efficace de l'eau contaminée par l'arsenic à l'aide de membranes hybrides amylo?de-carbone. Chem Commun, 2017, 53, 5714-5717. DOI : page externe10.1039/C7CC00406K

Bolisetty S, Mezzenga R. Amyloid-carbon hybrid membranes for universal water purification. Nature Nanotechnology, Advanced Online Publication Jan 25th 2016. doi : page externe10.1038/nnano.2015.310page externe

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