Le saviez-vous ? Les boues résiduaires issues des stations d’épuration contiennent des matières organiques et minérales, mais également des métaux lourds, des micro-organismes pathogènes et une importante quantité d’eau. Après traitement, elles sont valorisées et réutilisées, ou incinérées si leur composition n’est pas adaptée. Cependant, en raison de la structure complexe et résiliente de ces boues d’épuration, les méthodes conventionnelles de prétraitement et de valorisation biologique deviennent particulièrement chronophages, énergivores et polluantes. Face à cette problématique, les scientifiques de l’Université technologique de Nanyang (NTU) de Singapour ont mis au point un procédé innovant permettant de transformer les boues résiduaires en hydrogène vert et en aliments pour animaux, grâce à l’énergie solaire. Leur étude a été publiée dans la revue Nature Water.
Un processus en trois étapes
Le procédé utilisé par les scientifiques s’effectue en trois étapes, incluant des techniques mécaniques, chimiques et biologiques. Selon eux, cela commence par la décomposition mécanique des boues d’épuration, suivie d’un traitement chimique. Ce dernier vise à éliminer les métaux lourds nocifs des matières organiques, comme les protéines et les glucides. La deuxième étape est un procédé électrochimique alimenté par l’énergie solaire. Les chercheurs expliquent que des électrodes spécialisées sont utilisées pour convertir ces matières en hydrogène gazeux et en acide acétique (utilisé dans l’alimentation et les produits pharmaceutiques). La dernière étape, quant à elle, consiste à ajouter au liquide traité des bactéries activées par la lumière, afin de transformer les nutriments en protéines unicellulaires destinées à l’alimentation animale.
Jusqu’à 13 litres d’hydrogène par heure
Grâce au procédé mécano-électro-bio intégré (atteignant une efficacité énergétique de 10 %), les scientifiques du NTU affirment pouvoir produire jusqu’à 13 litres d’hydrogène par heure grâce à la lumière du soleil. Soit environ 10 % de moins que les méthodes conventionnelles de production de H2. De plus, par rapport aux méthodes traditionnelles, les émissions de CO2 sont réduites de 99,5 % et la consommation d’énergie de 99,3 %.
« Nous obtenons une récupération quasi complète des matières organiques avec environ 91,4 % de carbone organique total (COT), qui sont efficacement converties en protéines unicellulaires », indiquent les chercheurs. Ils ajoutent également que ce procédé permet d’éliminer les métaux lourds nocifs des boues et que ceux-ci sont « efficacement concentrés et stabilisés, tout en produisant simultanément de l’hydrogène vert avec une efficacité et un débit impressionnants ».
Des avantages environnementaux et économiques considérables
Des tests de validation de principe auraient confirmé que le procédé mécano-électro-bio intégré permettrait de récupérer beaucoup plus de ressources, de réduire l’empreinte environnementale et d’offrir une meilleure rentabilité économique que les techniques conventionnelles. Cette nouvelle méthode permettrait de récupérer 91,4 % du carbone organique des boues d’épuration, dont 63 % en protéines unicellulaires sans sous-produits nocifs. Les chercheurs confirment les avantages environnementaux et économiques considérables de ce procédé, après avoir effectué une analyse complète du cycle de vie et une analyse technico-économique.
« Notre méthode transforme les déchets en ressources précieuses, réduisant ainsi les dommages environnementaux tout en créant des énergies renouvelables et des aliments durables. Cela illustre l’économie circulaire et contribue à un avenir plus vert », a déclaré le professeur associé Li Hong, chercheur principal de l’étude.
Il souligne cependant que, bien que les résultats soient prometteurs, des études supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la possibilité d’une transposition à grande échelle. Plus d’informations : ntu.edu.sg. Allons-nous voir se développer une production d’hydrogène à proximité des stations d’épuration ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
