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La catastrophe de Fukushima est restée dans la mémoire collective. Cette catastrophe a pollué de grandes quantités d'eau par la radioactivité, que les exploitants de la centrale nucléaire ont dû assainir. L'une des méthodes qu'ils ont utilisées est l'osmose inverse. Cependant, cette méthode n'est pas très efficace. Elle permet de purifier jusqu'à 70% de l'eau contaminée par la radioactivité, mais les éléments radioactifs, dont certains sont puissants et émettront des radiations durant des milliers d'années, s'accumulent dans les 30% restants. Le gouvernement japonais prévoit de rejeter cette eau - plus d'un million de litres au total - dans l'océan Pacifique en 2022.
«Ils n'auront pas besoin de jeter cette eau s'ils utilisaient notre filtre», explique Raffaele Mezzenga, professeur d'alimentation et de matériaux souples à l'ETH Zurich. Il y a quatre ans, avec son assistante Sreenath Bolisetty, il a présenté une membrane filtrante composée essentiellement de protéines de lactosérum dénaturées et de charbon actif.
Dans une publication de l'époque, les scientifiques ont démontré que cette membrane filtrante nettoie très efficacement l'eau des métaux lourds, de certains éléments radioactifs comme l'uranium et des métaux précieux comme l'or ou le platine.
Les isotopes radioactifs sont également filtrés
Récemment, Raffaele Mezzenga et Sreenath Bolisetty ont utilisé la membrane pour nettoyer les eaux usées des hôpitaux qui sont contaminées par des éléments radioactifs. Au cours de leur enquête, les deux chercheurs ont découvert que leur filtre est également efficace avec ces substances. L'étude vient d'être publiée dans la revue «Environmental Science : Water Research & Technology».
Lors des tests en laboratoire, la membrane a été capable d'éliminer de l'eau les radionucléides technétium-99m, iode 123 et gallium-68 utilisés en médecine avec une efficacité de plus de 99,8% en une seule étape de filtration.
Les chercheurs ont également testé leur membrane filtrante avec un échantillon réel d'eaux usées provenant d'un hôpital suisse. Cet échantillon contenait de l'iode 131 et du lutétium 177 radioactifs, qui ont tous deux été presque entièrement éliminés de l'eau.
Le stockage des matières radioactives nécessite de l'espace
Les médecins utilisent les radionucléides pour le traitement du cancer ou comme produit de contraste dans les procédures d'imagerie. Ces substances ne sont généralement que légèrement radioactives et ont une courte demi-vie de quelques heures ou jours.
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Néanmoins, les eaux usées ou les excréments des patients traités avec ces substances ne doivent pas être évacués dans le réseau d'égouts. Tant que la radioactivité n'est pas tombée à des niveaux inoffensifs, les hôpitaux doivent stocker les eaux usées en toute sécurité dans des conteneurs spéciaux. Cela entraîne entre autres des problèmes d'espace, mais pas seulement. Le personnel et l'environnement doivent également être protégés contre les radiations.
La membrane réduit massivement le volume des déchets
«Notre membrane permet de réduire massivement le volume des déchets et de stocker les éléments rayonnants sous forme de solides dans un endroit compact et sec», explique Raffaele Mezzenga. Dès que la capacité d'absorption de la membrane est épuisée, elle peut être remplacée et stockée de manière à économiser de l'espace. Les liquides filtrés, quant à eux, peuvent ensuite être déversés dans le réseau d'égouts.
Le coauteur de l'étude, Sreenath Bolisetty, par l'intermédiaire de sa société Bluact Technologies GmbH, planifie actuellement un projet pilote avec un grand hôpital suisse qui veut tester la filtration des eaux usées radioactives. Il est convaincu qu'il sera bientôt en mesure de lancer ce projet. Des négociations sont actuellement en cours sur la manière dont le système de filtrage peut être mis en œuvre en toute sécurité. Bluact a été fondée il y a quatre ans.
Sreenath Bolisetty a également entamé des négociations avec une entreprise japonaise qui participe à la réhabilitation de Fukushima. Son objectif est de traiter un échantillon des eaux usées contaminées avec la membrane filtrante pour voir si elle élimine de manière fiable la plupart des éléments radioactifs et peut également traiter de grands volumes.