Une simplicité ingénieuse : utiliser la lumière pour purifier l’eau potable dans les pays en développement

Nom:Dr. Ashok Gadgil
Pays / Territoire:États-Unis d'Amérique, Inde
Droit(s) de P.I.:Brevets
Date de publication:23 juillet 2010
Dernière mise à jour:16 septembre 2015


La solution de M.Gadgil: une technologie simple pour répondre à l'une des principaux enjeux du monde en développement.

Généralités

L’approvisionnement en eau potable salubre est l’un des défis les plus importants du monde en développement. Les catastrophes naturelles comme le tsunami qui a touché l’Asie en 2004 rendent cette problématique encore plus délicate et plus aiguë. Dans la période qui suivit le tsunami, les maladies se sont propagées, et les survivants ont eu désespérément besoin de pouvoir accéder à une eau potable salubre. Dans certaines communautés dévastées de Sri Lanka et de l’État Tamil Nadu du sud de l’Inde, l’aide d’urgence s’est traduite par la fourniture d’un dispositif de désinfection de l’eau, appelé “UV Waterworks” (UVW). Ce système résistant tue les bactéries, virus et parasites pathogènes présents dans l’eau issue de n’importe quelle source, uniquement à l’aide de la lumière ultraviolette (UV) provenant d’une lampe fluorescente non blindée, alimentée par une source électrique de 40 watts.

C’est le physicien Ashok Gadgil, né en Inde, qui est à l’origine de ce système UVW. Ses recherches se sont d’abord concentrées sur une technique de purification de l’eau à faible coût dans les pays en développement suite à une épidémie de choléra dit “du Bengale” qui fit des dizaines de milliers de morts au cours de l’été 1993 dans le nord de l’Inde. La mise en œuvre du dispositif UVW permet de résoudre le manque d’eau potable auquel doivent faire face les pays en développement depuis de nombreuses années.

Recherche-développement

M. Gadgil cherchait comment concevoir un système de désinfection fiable, performant et avec un bon rendement d’exploitation. Du fait de son expérience en Inde, M. Gadgil savait que le problème de la désinfection de l’eau était complexe, mais qu’il était crucial de trouver une solution simple et peu onéreuse. Le traitement devait être rapide, et il nécessitait un débit relativement élevé. En outre, son entretien devait être simple et peu onéreux afin de pouvoir en faire bénéficier même les populations les plus pauvres.

Les scientifiques savent depuis le début des années 1900 que la lumière UV permet de tuer les bactéries et les virus. Toutefois, la technologie UV est traditionnellement plutôt onéreuse, et ce n’est que récemment qu’elle est devenue suffisamment abordable pour une désinfection à large échelle.


Représentation schématique de l’UVW tel que le système a été décrit dans la demande PCT/US1997/013528 (Patentscope® search)

Selon M. Gadgil, cette technologie UV pouvait être utilisée dans le système de traitement de l’eau qu’il souhaitait mettre au point. Il constate que d’autres chercheurs, qui tentent de mettre au point un système utilisant une lampe à UV immergée, se heurtent à l’encrassement fréquent de la lampe ainsi qu’à la complexité du dispositif et à ses coûts d’entretien. Suspendre la lampe au-dessus de la surface de l’eau était une riche idée, et une solution élégante. En outre, fixer un réflecteur en aluminium au-dessus de cette lampe suspendue permet de rediriger la lumière qui sans cela aurait été perdue. Aussi simple qu’il puisse paraître, le développement de l’UVW va nécessiter un certain nombre d’essais par tâtonnement. Il lui faut étudier les caractéristiques hydrodynamiques et la radiométrie de la lumière ultraviolette, et faire des essais en laboratoire avec de l’eau ensemencée d’E. Coli à différents niveaux de turbidité. Ce processus nécessite quelques années.

Le système mis au point par M. Gadgil peut traiter environ 15 litres d’eau par minute. Chaque unité peut fournir de l’eau potable salubre pour un village de 2000 personnes, pour un budget inférieur à 2 dollars É.-U. par personne et par an, amortissement des frais d’investissement compris.

Financement

Au début, M. Gadgil a des difficultés à obtenir des fonds pour le projet de recherche sur l’UVW. Toutefois, il ne se décourage pas et, après un certain nombre d’initiatives, il bénéficie du financement d’un responsable de projet de l’Agence américaine pour le développement international (USAID) ainsi que des fonds de démarrage de deux fondations privées. Plus tard, des essais sur le terrain bénéficient du soutien du ministère américain de l’Énergie. Ce financement permet de couvrir les charges directes mais il est plus difficile d’obtenir un financement pour les salaires. Il prend donc surtout sur son propre temps (soirées et week-ends), largement aidé par des étudiants et des collègues scientifiques bénévoles, et utilise les fonds pour soutenir les étudiants et acheter du matériel.

Brevets

M. Gadgil envisage dans un premier temps de mettre son projet sur Internet, en utilisation libre pour tous, mais son employeur, l’université de Californie/ Lawrence Berkeley National Lab (UC/LBNL) voit les choses autrement. Le service de transfert de technologie du LBNL (service des brevets et licences) le convint des avantages du dépôt de brevet. Il comprend que même s’il ne souhaite pas tirer profit de son invention, un dépôt de brevet protégera cette dernière contre les copies de mauvaise qualité susceptibles de ne pas fonctionner aussi bien que le véritable système.

Les conseils en brevets de LBNL lui communiquent aussi des informations sur le système du PCT afin de protéger son invention à l’étranger. Il suit leurs recommandations, et dépose une demande PCT pour le système UVW. En vertu des conditions prévues par le contrat de travail de M. Gadgil, les droits liés au brevet de l’UVW sont la propriété de l’UC/LBNL. L’invention est protégée dans de nombreux pays dont les États-Unis d’Amérique et les États membres de l’Office européen des brevets.

Par la suite, M. Gadgil dépose des demandes internationales de brevets pour un certain nombre d’autres inventions.

Une simplicité ingénieuse : utiliser la lumière pour purifier l’eau dans les pays en développement. L’illustration montre un nouveau modèle modulaire dans un centre communautaire de gestion de l’eau dans un village proche d’Acra, Ghana.

Concession de licences

L’efficacité et la faisabilité en termes d’utilisation pratique du système UVW incite une douzaine d’entreprises à prendre contact avec UC/LBNL, chacune demandant une licence exclusive. Conformément aux procédures requises pour établir un contrat, le Service de transfert de technologie de l’UC/LBNL choisit WaterHealth International (WHI), entreprise des États-Unis d’Amérique dédiée à l’approvisionnement en eau potable salubre, et lui concède la licence du système UVW.

Résultats commerciaux

Des centaines de systèmes UVW sont maintenant utilisés au niveau mondial, dans 15 pays dont l’Inde, le Mexique et les Philippines. Les dispositifs développés par WHI sont modulaires, et peuvent donc être utilisés de différentes manières, par exemple comme réseaux d’eau dans les collectivités, dans des villages isolés, comme systèmes de réserves gérés par des entrepreneurs locaux qui en sont propriétaires dans des centres urbains, ou comme systèmes domestiques, qui peuvent également assurer l’approvisionnement en eau d’hôpitaux ou d’écoles.

Selon une logique de recouvrement des coûts, WHI propose des systèmes UVW pour les secours après des tsunamis. Les unités proposées dans le cadre de l’aide d’urgence coûtent 10 000 dollars É.-U. et comprennent un dispositif UVW, des réservoirs et des pompes, divers filtres, des indicateurs électroniques de niveau et des commandes électriques, l’expédition, l’installation, la mise en service, la formation de la communauté locale, ainsi que des pièces et l’entretien pour une durée de cinq ans. Cette invention a valu de nombreuses récompenses à M. Gadgil depuis le développement de la technologie initiale en 1996. En 2004, il reçoit le prix pour la santé “Health Award”, décerné par le “Tech Museum of Innovation” de Californie. En 2006, le musée des sciences et de l’industrie de Chicago inclut M. Gadgil parmi les 40 artistes et scientifiques éminents dont le travail incarne l’esprit et la créativité de Léonard de Vinci.

Une réussite basée sur une initiative audacieuse et un succès commercial protégé par la propriété intellectuelle

Les recherches de M. Gadgil ont été couronnées de succès grâce au courage qu’il a eu de rêver d’une innovation avec des objectifs nobles. Parallèlement, avec l’Université de Californie et le laboratoire LBNL, il a pu faire fructifier commercialement son invention grâce à la protection de sa propriété intellectuelle.