Une Invention à caractère social : un scientifique Bangladais conçoit un filtre à eau pour lutter contre les dangers de l’arsenic

Nom:Dr. Abul Hussam
Pays / Territoire:Bangladesh
Droit(s) de P.I.:Brevets
Date de publication:7 septembre 2010
Dernière mise à jour:16 septembre 2015

Généralités


Représentation schématique du filtre SONO (source : Hussam et Munir (2007)).

L’approvisionnement d’au moins 97% de la population en eau potable salubre issue de sources souterraines est l’une des rares réussites du secteur de la santé publique au Bangladesh. Les eaux souterraines sont apparues comme une alternative viable aux eaux de surface touchées par une contamination bactérienne, à l’origine de centaines de milliers de morts. Mais, au début des années 90, des rapports vinrent contrecarrer ce succès : il y était fait état de taux d’arsenic dangereux trouvés dans les eaux souterraines extraites à l’aide de puits tubulaires (une sorte de pompe à eau manuelle) dans de nombreuses zones du pays. L’arsenic – la nouvelle menace – a fait voler en éclats l’idée d’une eau de puits tubulaire “sûre”. D’ailleurs, les effets toxiques de l’arsenic dans l’eau potable représentaient aussi un risque pour la santé de millions de personnes dans d’autres pays dont le Cambodge, l’Inde, le Népal, le Vietnam et même les États-Unis d’Amérique.

Le problème est d’une ampleur et d’une gravité particulièrement importantes au Bangladesh : sur 64 districts, 61 ont une eau présentant une concentration en arsenic supérieure au seuil de sécurité, et jusqu’à 77 millions de personnes ont été exposées à “l’arsenicisme”, maladie causée par une intoxication chronique à l’arsenic. Le gouvernement et les organisations non gouvernementales (ONG) qui s’efforcent de réduire la contamination à l’arsenic se trouvent face à un défi : développer un procédé avec un bon rapport coût-efficacité afin d’offrir une eau potable sûre, sans arsenic. Une avancée majeure a lieu lorsque M. Abul Hussam, chimiste bangladais, basé à l’université George Mason, aux États-Unis d’Amérique, met au point en 2001 un filtre simple et efficace pour éliminer l’arsenic de l’eau. On estime qu’en 2010, un million de personnes bénéficiaient au Bangladesh du système de filtration “SONO”, créé par M. Hussam.

Recherche-développement

Après une licence en chimie à l’université de Dhaka, au Bangladesh, M Hussam part en 1978 pour l’université de Pittsburgh, aux États-Unis d’Amérique, où il décroche un doctorat en chimie analytique. Il rejoint ensuite l’université George Mason (GMU), où il enseigne toujours la chimie. À Pittsburgh, il apprend à utiliser des procédés électrochimiques commandés par ordinateur pour analyser la toxicité de l’eau. Au cours des années 90, lorsque apparaît le problème de l’arsenic au Bangladesh, M. Hussam prend conscience qu’un procédé précis permettant de détecter les traces d’arsenic constitue la première étape de tout processus d’atténuation. Avec l’aide de son frère, médecin, il installe un laboratoire d’essai dans son district natal de Kushtia, zone lourdement touchée par la contamination à l’arsenic. Il équipe son laboratoire d’un analyseur commandé par ordinateur afin de détecter l’arsenic dans l’eau.

Une fois le laboratoire prêt, M. Hussam commence à tester de l’eau provenant de différents puits tubulaires de la région. Ses connaissances en chimie analytique lui permettent de mettre au point un système de filtration économique et abordable pour enlever les particules d’arsenic de l’eau. Le premier filtre opérationnel est mis en place en 1999, mais M. Hussam poursuit ses recherches pour améliorer encore ce système. Il lui faut deux années supplémentaires avant de décider que le filtre est enfin prêt pour une utilisation grand public. Le mécanisme de ce filtre est simple mais très efficace : il s’agit d’un système de filtration à deux étages, qui utilise une matrice en matériau composite à base de fer, inventée par M Hussam, du charbon de bois et des éclats de brique. Le premier étage permet de filtrer l’arsenic et de l’enlever et le second enlève les autres contaminants ainsi que les particules fines. Il lui donne le nom de filtre “SONO”. Il s’agit d’un système de filtration 100% non chimique qui ne nécessite aucun traitement préalable de l’eau.

Des questions ont été soulevées quant à la gestion des déchets résiduels des filtres SONO. Toutefois, les résultats des essais réalisés à l’aide de techniques modernes montrent que le résidu produit par SONO n’est ni toxique ni dangereux. La National Academy of Engineering (NAE) des États-Unis d’Amérique a analysé la matrice composite résiduelle à base de fer du filtre SONO et l’a jugée non dangereuse. Le système de filtration a reçu l’aval de l’Organisation mondiale de la santé (OMS), du gouvernement du Bangladesh et du bureau local de la section Hydrologie isotopique de l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA).

Le système de filtration SONO est adapté à un usage rural et ce, pour diverses raisons. Il dépasse certaines des techniques antérieures d’élimination de l’arsenic dans la mesure où il ne nécessite aucun apport d’énergie. Il est fiable, et on peut le fabriquer et assurer sa maintenance à des coûts très faibles, à l’aide de matériaux disponibles localement. Un filtre SONO coûte environ 35 dollars É.-U. Il peut produire 20 à 50 litres d’eau salubre par heure, et présente une durée de vie garantie de cinq ans. Toutefois, M. Hussam est convaincu que le filtre peut fonctionner encore de nombreuses années au-delà de la période de garantie. Un filtre peut fournir suffisamment d’eau salubre pour une ou deux familles.

Brevets

Le filtre SONO a fait l’objet d’un dépôt de brevet sous le nom de “Arsenic Removal Filter” (filtre pour l’élimination de l’arsenic, brevet n° 1003935, 2002) auprès du Département des brevets, des dessins et des marques du Bangladesh. Deux demandes internationales de brevet ont été déposées pour la combinaison de substances actives dans le système, et une demande de brevet est en instance aux États-Unis d’Amérique depuis 2010.

Partenariats

Ce filtre a été mis au point en collaboration étroite avec le Département de chimie et biochimie de la GMU. Afin de permettre à M. Hussam de poursuivre le développement et la diffusion de technologies durables pour une eau salubre, la GMU a créé un Centre pour l’eau salubre et les technologies durables (CCWST). M. Hussam collabore également avec l’université du Maryland et l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies de l’eau (EAWAG).

Commercialisation

Suite au succès de la mise au point du filtre SONO et à son approbation par les pouvoirs publics, Manob Sakti Unnayan Kendro (MSUK), organisation non gouvernementale (ONG) dirigée par le frère de M. Hussam, lance la production commerciale de ce filtre. Le laboratoire d’essai initialement mis au point pour réaliser des essais sur l’arsenic devient SONO Diagnostic Inc., société qui supervise dorénavant la fabrication des filtres. MSUK reçoit le soutien financier du ministère fédéral allemand de la Coopération économique et du développement. Depuis 2010, l’ONG produit environ 160 000 filtres SONO, utilisés au Bangladesh, en Inde et au Népal. Des milliers d’exemplaires ont été distribués sous forme de dons à de nombreux districts bangladais. MSUK dispense également une formation à domicile, à l’utilisation du filtre SONO, ainsi que des soins médicaux gratuits pour les patients souffrant d’arsenicisme. D’autres ONG bangladaises œuvrent actuellement aussi à l’installation de filtres SONO.

Parallèlement à leur installation chez les particuliers, les filtres SONO sont maintenant opérationnels dans de nombreuses institutions sociales, des écoles primaires et secondaires, des villages, des restaurants et des cafés. Grâce à son faible coût et sa facilité d’entretien, SONO est devenue une technologie accessible pour le Bangladesh.

Questions sociales

Le filtre SONO a eu un impact positif important en matière de prévention des problèmes sanitaires auprès de centaines de milliers de personnes au Bangladesh. Selon M. Hussam, “chez les patients qui boivent l’eau filtrée depuis deux ans, les mélanoses arsenicales (modifications de la pigmentation de la peau) ont disparu, et la santé de ces personnes s’est améliorée de manière significative”. De plus, aucun nouveau cas d’arsenicisme n’a été détecté chez les personnes qui boivent l’eau filtrée. On estime qu’un million de personnes ont bénéficié du filtre SONO depuis 2010, et de nouveaux filtres ont été régulièrement installés. Le professeur Johannes Coetzee, directeur de thèse de M. Hussam, considère le filtre SONO comme “une contribution majeure à la science et à la santé des Bangladais. Il (M. Hussam) a appliqué les connaissances acquises pendant ses études doctorales à une question pratique d’une extrême importance”.

Résultats commerciaux

En 2007, M. Hussam est également lauréat du Prix Grainger Challenge pour son invention unique. Ce prix d’un million de dollars É.-U., a été créé en 2005 par la NAE, avec le soutien de la fondation Grainger. Ce concours, ouvert aux ingénieurs américains, concerne la création d’un système de traitement de l’eau qui permette de diminuer de manière significative la teneur en arsenic des eaux souterraines extraites de puits tubulaires dans des pays en développement. Le système primé devait présenter les qualités suivantes : être peu coûteux, solide techniquement, fiable et facile à entretenir, être socialement acceptable et abordable, pouvoir être fabriqué et entretenu dans un pays en développement, et ne pas engendrer d’autre dégradation des qualités de l’eau ou de risque lié à l’élimination de déchets toxiques. M. Hussam fait don de la majeure partie de cette somme d’un million de dollars pour la poursuite du développement et de la distribution de ces filtres. La même année, le magazine Time lui décerne le titre de “héros de l’environnement”. En 2008, les Services de la citoyenneté et de l’immigration des États-Unis d’Amérique (USCIS) lui octroient le certificat d’“Outstanding American by Choice” (citoyen américan d’exception).

Le succès du filtre a conduit d’autres pays touchés par une contamination à l’arsenic à prendre contact avec M. Hussam, afin d’envisager l’utilisation de son invention. L’Inde et le Népal utilisent d’ores et déjà le filtre, et des échanges ont eu lieu avec les États-Unis d’Amérique, la Chine et plusieurs pays d’Amérique centrale et du Sud. Des groupes travaillant à l’élimination de l’arsenic au Nigéria et en Afrique du Sud ont contacté M. Hussam par l’intermédiaire du Fonds des Nations unies pour l’enfance (UNICEF).

Une invention à caractère social

Le manque d’eau salubre concerne des millions de personnes. Il est synonyme de maladie et de pertes de possibilités d’éducation pour les enfants, ce qui est source de pauvreté à l’âge adulte. Résoudre ce problème peut contribuer à améliorer les conditions de vie de tous”. La conscience de ces enjeux a incité M. Hussam à exploiter ses connaissances pour trouver une réponse à la menace que représente l’arsenic. Si son engagement social lui a aussi apporté le succès commercial et la notoriété, il reste néanmoins engagé dans la poursuite de ses travaux de recherche sur les questions liées à l’eau salubre et aux technologies durables en faveur du développement social et humain.