Des piles microbiennes pour traiter les déchets industriels et agricoles produits à petite échelle
La mise au rebut des flux de déchets organiques constitue un frein considérable à la productivité et rentabilité des secteurs agroalimentaires et des boissons (a-FDPI) dans l’UE. À ce jour, aucune microtechnologie ne permet l’élimination sûre des déchets organiques ou la récupération, sous la forme de biogaz riches en hydrogène/méthane, d’une partie des 288 Térawatts-heure d’énergie potentiellement générée par le secteur a-FDPI. L’initiative H2AD-aFDPI, financée par l’UE, a relevé ce défi en mettant au point une nouvelle microtechnologie au service de l’élimination rapide et sûre des effluents organiques (dénommés H2AD). Cette technologie repose sur un procédé biotechnologique industriel à haute efficacité qui réduit la demande chimique en oxygène (DCO) de la substance organique. L’énergie produite à partir des déchets est ensuite transformée en biogaz riches en hydrogène et méthane. «La technologie de base est une pile microbienne (MFC) en circuit fermé et intégrée, qui repose sur une nouvelle forme hybride combinant la digestion anaérobie traditionnelle et la technologie MFC conventionnelle», explique Darren Bacon, chef de projet ingénierie. Cependant, à la différence de la technologie MFC conventionnelle, une réaction microbienne pouvant potentiellement entraîner une stimulation électrique est établie de manière totalement anaérobie. Résultat: un procédé de transformation des déchets en énergie qui réduit rapidement et à des niveaux sûrs la DCO ainsi que l’intégralité des matières solides en suspension composées de déchets organiques. Traitement des déchets et production d’énergie Des chercheurs ont construit des unités H2AD destinées au traitement préalable et postérieur des déchets organiques sur cinq sites en Europe. Chacun des sites sélectionnés traite une multitude de déchets organiques, ce qui représente l’occasion idéale de recourir à un traitement révolutionnaire des déchets tout en récupérant des biogaz riches en énergie. «Les cinq sites ont été implantés et mis en service avec succès. Ils ont surmonté les défis propres à leur emplacement, ont été déployés avec succès et ont produit des résultats solides qui attestent de leur efficacité, fiabilité et capacité d’adaptation», poursuit Darren Bacon. Les essais de terrain visaient à confirmer le rendement accéléré escompté des H2AD pour le traitement des effluents organiques en provenance de différents environnements opérationnels au sein du secteur a-FDPI. Les chercheurs ont mesuré le rendement des H2AD et ont modélisé les périodes de retour escomptées des H2AD issus du purin pour les flux de déchets provenant du traitement des boissons à base de fruits, de la transformation des produits laitiers, des microbrasseries et de l’agriculture mixte. Avantages pour un marché important Les résultats ont révélé des réductions meilleures que prévu des polluants organiques et l’excellente composition des biogaz. D’après Bacon: «À Valence, en Espagne, les partenaires du projet ont procédé au traitement de déchets épaissis provenant d’un producteur local de crème glacée. La DCO des déchets fortement chargés a chuté de plus de 90 %, tout en produisant du biogaz composé jusqu’à 80 % de méthane. Ces résultats ont dépassé toutes les espérances pour cette technologie, en particulier pour cette forme complexe de déchets boueux épaissis.» Le projet a également démontré qu’il existait un marché vaste et diversifié qui pourrait bénéficier de la technologie H2AD, notamment le secteur des produits laitiers, qui comprend la production de fromage et de crème glacée. «H2AD entend faire son entrée sur ces marchés lors de la première phase de commercialisation, avant de partir à la conquête des marchés des boissons non alcoolisées, des brasseries, de l’agriculture et de la production alimentaire en général sur la scène européenne et, à terme, se tourner vers l’international au sens large», explique Darren Bacon. «Des essais sont en cours pour H2AD au Royaume-Uni dans les secteurs fromager, brassicole, alimentaire et du cidre afin d’appuyer nos activités commerciales», conclut-il.
Mots‑clés
H2AD-aFDPI, déchets organiques, biogaz, pile microbienne, digestion anaérobie
