🇺🇸 Justin Huang

Le polluant déterminant du vingt-et-unième siècle est presque invisible. Les microplastiques — fragments de moins de cinq millimètres — ont été découverts dans les océans, l'eau potable, le sang humain et les poumons humains, et le monde ne dispose d'aucun moyen bon marché et évolutif pour les extraire de l'eau. En 2024, l'une des réponses les plus prometteuses ne venait pas d'un laboratoire national mais de deux adolescents de dix-sept ans dans une banlieue texane.

Justin Huang et sa partenaire de recherche Victoria Ou, tous deux étudiants à The Woodlands, près de Houston, ont conçu un dispositif de filtration qui n'utilise aucun filtre. Il utilise le son.

Leur invention dirige des ondes ultrasonores — sons haute fréquence au-delà de la portée de l'ouïe humaine — à travers l'eau en circulation. La force acoustique pousse physiquement les particules microplastiques en suspension d'un côté du flux, de sorte que l'eau propre passe tandis que les contaminants concentrés sont piégés. Aucune maille à obstruer, aucune membrane à remplacer.

Lors de tests en laboratoire, le dispositif a éliminé entre 84 et 94 pour cent des particules microplastiques en suspension en un seul passage — des chiffres qui placent un prototype d'expo-sciences au niveau de l'ingénierie environnementale professionnelle.

En mai 2024, Huang et Ou ont présenté le projet, intitulé « Harnessing Ultrasound for Microplastic Filtration », au Regeneron International Science and Engineering Fair à Los Angeles — la plus grande compétition scientifique internationale pré-universitaire au monde, où environ 2 000 finalistes de dizaines de pays s'affrontent pour plus de 9 millions de dollars de récompenses.

Ils sont repartis avec la plus haute distinction de la foire : le prix Gordon E. Moore for Positive Outcomes for Future Generations, d'une valeur de 50 000 $, nommé d'après le co-fondateur d'Intel. Le binôme a également remporté un prix de première place de 5 000 $ dans la catégorie Sciences de la Terre et de l'Environnement.

Le prix Moore n'est pas décerné pour l'ingéniosité seule ; son critère figure dans son nom — un travail aux retombées positives pour les générations futures. Le verdict des juges fut que la filtration acoustique des microplastiques, inventée par deux lycéens, était le projet le plus susceptible d'avoir de l'importance pour le monde que leur génération héritera.

Une couverture médiatique nationale a suivi, des télévisions de Houston aux médias environnementaux comme Grist, qui a présenté le duo comme un nouveau type d'activistes de la jeunesse : des adolescents qui ont répondu à une crise écologique non pas avec une pancarte de protestation mais avec une solution d'ingénierie.

Huang et Ou ont déclaré travailler à la mise à l'échelle du système — perfectionnant la conception afin que ce qui a fonctionné dans un canal de laboratoire puisse un jour fonctionner à l'échelle d'une station d'épuration, où des réseaux acoustiques pourraient intercepter les microplastiques avant qu'ils n'atteignent un robinet ou l'embouchure d'une rivière.

Le problème qu'ils ont choisi confère au travail toute son importance. Le traitement conventionnel de l'eau n'a jamais été conçu pour capturer des particules aussi petites ; la plupart des microplastiques traversent directement les systèmes municipaux. Une approche qui concentre les particules sans filtres physiques — peu coûteuse à exploiter, rien à obstruer — comble précisément la lacune qui a frustré les ingénieurs professionnels.

La réalisation de Huang l'inscrit dans la lignée des lauréats d'ISEF qui ont utilisé la foire comme tremplin : d'anciens gagnants ont fondé des entreprises, publié des recherches majeures et remporté les prix de la science adulte. Le prix Gordon E. Moore, en particulier, est devenu un marqueur pour les adolescents dont les idées dépassent le hall d'exposition.

Il partage chaque étape de cette réussite avec Ou — la collaboration elle-même fait partie de l'histoire. Deux étudiants, un problème, et un principe physique reconverti en outil environnemental : c'est le type de partenariat que les foires scientifiques existent pour produire.

L'ampleur de la compétition cadre la réalisation. ISEF est l'olympiade de la science lycéenne : les gagnants de centaines de foires régionales et nationales à travers des dizaines de pays convergent avec des projets validés par des scientifiques professionnels, rivalisant pour plus de neuf millions de dollars de récompenses. Remporter le prix suprême unique revient à être jugé, cette année-là, l'esprit scientifique jeune le plus déterminant du plus grand vivier mondial.

La physique que le duo a exploitée — l'acoustophorèse, le mouvement de particules sous force de radiation acoustique — est un domaine actif de recherche professionnelle, plus couramment appliqué en microfluidique et dans les laboratoires médicaux qu'en ingénierie environnementale. L'intuition fut une traduction : prendre une technique de laboratoire pour trier des cellules et se demander si elle pourrait trier la pollution hors d'un approvisionnement en eau. Cet instinct de transplantation d'outils d'un domaine à l'autre est précisément ce qui distingue les scientifiques inventifs des étudiants compétents.

Les racines texanes de Huang font également partie de l'histoire. The Woodlands se situe dans l'orbite de Houston — une région dont l'économie a été bâtie sur la pétrochimie, l'industrie dont les produits deviennent les microplastiques du monde. Deux étudiants de cette région construisant la machine qui nettoie l'eau du plastique représentent le type de symétrie générationnelle qui a donné à l'histoire sa résonance nationale.

Que le filtre ultrasonique devienne infrastructure ou demeure une brillante preuve de concept, la dix-septième année de Huang porte déjà une distinction rare : il a regardé l'un des problèmes de pollution les plus tenaces de la planète et l'a fait progresser, de manière mesurable, vers une solution — avant de terminer le lycée.