Récupération d’eau des déchets de séchage à l’aide d’un refroidisseur thermoélectrique et assistée par PV/T

Transformer les déchets de séchage en eau potable

Dans de nombreuses zones rurales, les agriculteurs sont confrontés à deux problèmes simultanés : comment conserver les aliments sans brûler de combustible coûteux, et comment garantir suffisamment d’eau propre. Cette étude présente un nouveau système solaire qui s’attaque à ces deux défis ensemble. Il sèche les fruits et légumes à l’aide du soleil, et en même temps capture l’eau qui s’évapore des aliments et de l’air ambiant, la transformant en eau potable — convertissant essentiellement les « déchets de séchage » en une ressource précieuse.

Une machine solaire pour sécher et produire de l’eau

Le cœur de l’installation est un panneau solaire hybride appelé collecteur photovoltaïque/thermique (PV/T). Contrairement à un panneau solaire standard qui ne produit que de l’électricité, celui-ci capte aussi la chaleur du soleil. L’électricité alimente de petits ventilateurs et des modules de refroidissement, tandis que la chaleur captée réchauffe de l’air soufflé dans une caisse de séchage compacte et bien isolée remplie de plateaux de tomates tranchées. À mesure que l’air chaud et sec circule sur les tranches, il extrait l’humidité, préservant les aliments pour un stockage sûr sans besoin d’énergies fossiles.

Comment le système capture l’eau invisible

Dans un séchoir classique, l’air humide qui sort de la chambre est simplement rejeté à l’extérieur, gaspillant toute l’eau et l’énergie utilisée pour l’évaporation. Ici, l’air humide sortant est dirigé à travers un conduit spécial équipé de refroidisseurs thermoélectriques — des dispositifs à l’état solide qui deviennent chauds d’un côté et froids de l’autre lorsqu’ils sont alimentés en électricité. La chaleur résiduelle du côté chaud est réinjectée vers le processus de séchage, tandis que le côté froid abaisse la température de l’air humide en dessous de son point de rosée. En refroidissant, la vapeur d’eau se condense en gouttelettes sur des surfaces froides et est récupérée dans un réservoir. Les chercheurs appellent cette approche combinée « From Drying to Drinking », ou D2D, car aucune énergie ni masse n’est volontairement gaspillée.

Dans le test : tomates, flux d’air et lumière du soleil

L’équipe a construit et testé le système à New Damietta City, sur la côte méditerranéenne égyptienne, une région bénéficiant d’un ensoleillement modéré et d’un air relativement humide — favorable à la récupération d’eau. Deux panneaux PV/T ont chauffé l’air dans une conduite peu profonde en dessous d’eux et ont alimenté quatre petits ventilateurs. L’air chauffé a circulé dans une chambre de séchage cubique de 40 centimètres contenant trois couches de tranches de tomates. Des capteurs ont suivi les températures, l’humidité, la vitesse de l’air et l’intensité solaire tout au long de la journée. Dans des conditions typiques, le séchoir a fonctionné entre environ 30 et 53 °C, avec une moyenne autour de 40–43 °C — suffisamment doux pour préserver la qualité des aliments tout en éliminant l’humidité de manière efficace.

Économies d’énergie et d’eau

Sur une période ensoleillée de huit heures, le système a séché un kilogramme de tomates fraîches, réduisant leur teneur en eau de plus de 900 grammes par kilogramme à environ 100 grammes par kilogramme — sûr pour le stockage et le transport. Parallèlement, l’unité de récupération d’eau a capté environ 3,9 litres d’eau propre, un mélange d’humidité libérée par les tomates et d’eau extraite de l’air ambiant. Le matériel solaire a bien performé : l’efficacité thermique (la part du rayonnement solaire convertie en chaleur utile) a atteint environ 53 %, l’efficacité électrique a culminé près de 17 %, et l’efficacité combinée chaleur plus électricité a dépassé 70 %. Les refroidisseurs thermoélectriques ont fonctionné avec une efficacité modérée, mais leur positionnement intelligent a permis aux mêmes dispositifs d’aider à la fois le séchage et la condensation de l’eau, tirant davantage de valeur de chaque watt d’énergie solaire.

Pourquoi cela compte pour les agriculteurs et les communautés

Pour un non-spécialiste, le message clé est simple : cette technologie utilise la lumière du soleil pour sécher les aliments et produire de l’eau en même temps, avec peu de gaspillage. En recyclant la chaleur et en capturant l’eau qui disparaîtrait normalement dans l’air, le système réduit la dépendance aux combustibles, diminue les émissions responsables du réchauffement climatique et offre une nouvelle source d’eau potable — particulièrement importante dans les régions sèches ou hors réseau. Bien que des développements supplémentaires et une montée en échelle soient nécessaires, ce concept « du séchage à la boisson » ouvre la voie à des fermes et de petites entreprises alimentaires capables de préserver les récoltes, sécuriser l’eau et réduire la pollution en n’utilisant que la puissance du soleil.

Citation: Elbrashy, A., El-fakharany, M.K., Al-Sood, M.A. et al. Water recovery of drying waste using a thermoelectric cooler and PV/T assisted. Sci Rep 16, 4087 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35137-w

Mots-clés: séchage solaire, récupération d’eau, PV/T hybride, refroidissement thermoélectrique, agriculture durable