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Des technologies innovantes éliminent les déchets des eaux usées

Des chercheurs financés par l’UE ont créé une économie circulaire des eaux usées avec des technologies et des processus rentables et respectueux de l’environnement qui transforment les eaux usées en bioénergie et en bioproduits de grande valeur.

Économie numérique
Technologies industrielles
Alimentation et Ressources naturelles

On s’attend à ce que la demande en eau augmente de manière significative au cours des décennies à venir. En même temps, quasiment un cinquième de la population mondiale vit déjà avec une pénurie d’eau et la situation va probablement s’aggraver. Le projet INCOVER a identifié une situation gagnant‑gagnant en faisant passer la mission du traitement des eaux usées de l’assainissement à la valorisation de bioproduits et au recyclage de l’eau.

De la valeur issue des eaux usées

Comme l’explique Juan Antonio Alvarez Rodriguez, coordinateur du projet, «INCOVER transforme les eaux usées en produits précieux grâce à une approche “d’économie circulaire”». Des scientifiques ont mis au point des technologies innovantes pour la production de biomasse, la digestion anaérobie et la récupération de nutriments et d’eau pour les effluents provenant des eaux usées municipales, industrielles et agricoles. Les bioplastiques tels que les polyhydroxyalcanoates (PHA) compostables et dégradables en milieu marin ne parviennent pas encore à rivaliser avec les polymères conventionnels à base de combustible fossile, en très grande partie à cause de leurs mécanismes de production coûteux. INCOVER a utilisé des eaux usées à haute teneur en contenu organique pour fournir du carbone comme substrat à bas coût pour les communautés de microalgues et de bactéries sans qu’il soit nécessaire de recourir à une stérilisation coûteuse. Selon M. Alvarez, «le processus innovant de production de PHA a permis de récupérer avec succès 2,6 kg de PHA par jour à partir de systèmes phototrophiques de microalgues et de bactéries traitant les eaux usées nationales et d’autres eaux usées à haute teneur en contenu organique. Avec une extraction de PHA efficace à 85 %, les usines peuvent espérer générer des recettes de 1,06 euro par mètre cube d’eaux usées». Grâce à INCOVER, l’industrie du plastique peut se procurer de manière rentable du PHA durable et respectueux de l’environnement. INCOVER a également fourni une technologie d’épuration des biogaz rentable et respectueuse de l’environnement pour mieux se conformer à la règlementation de plus en plus stricte dans le monde. «La technologie d’épuration des biogaz peut fournir huit mètres cubes par jour de biométhane de qualité élevée pouvant être injecté dans les réseaux de gaz naturel ou utilisé comme biocarburant pour les véhicules», a indiqué M. Alvarez. Ce biométhane peut également être utilisé pour alimenter l’usine de traitement des eaux usées, en compensant ainsi de manière significative les coûts et l’empreinte carbonique de l’usine. La consommation d’eau agricole représente 38 % des prélèvements d’eau douce dans le monde. INCOVER a mis au point un système d’ultrafiltration et d’oxydation anodique alimenté à l’énergie solaire. Comme l’explique M. Alvarez, «les systèmes rentables de désinfection d’INCOVER peuvent fournir dix mètres cubes par jour d’effluents d’eaux usées exempts d’agents pathogènes à utiliser en irrigation ou dans un contexte industriel». En plus des technologies destinées au PHA, au biométhane et à la purification de l’eau, INCOVER a également mis au point des processus pour récupérer 30 kg par jour d’acides organiques en forte demande industrielle, et 60 à 70 % de phosphore et d’azote à utiliser directement comme biofertilisants. Ces technologies à valeur ajoutée ont fait l’objet d’une démonstration à grande échelle sur trois sites européens différents.

Soutenir la mise en œuvre

Pour aider les autorités et les gestionnaires des installations à choisir les technologies et encourager les discussions autour de l’adoption par le marché, INCOVER a également mis au point un système d’aide à la décision (SAD) adapté à la technologie et basé sur un cadre d’évaluation de la durabilité du cycle de vie (LCSA). On s’attend à ce que les technologies et les produits INCOVER réduisent d’au moins 50 % les coûts globaux d’exploitation et de maintenance des usines de traitement des eaux usées municipales et industrielles. INCOVER a présenté ces technologies à l’occasion de 101 évènements et a publié 73 communiqués de presse. Les aboutissements ont permis au projet de recueillir une acclamation à l’échelle internationale, en remportant notamment le premier prix de la catégorie «Initiative de l’année en récupération des ressources et des effluents» des Water Industry Awards de l’édition 2018 et en étant l’un des dix gagnants de l’année 2019 du concours d’idées POWER pour les communautés durables. Les processus et les produits innovants d’INCOVER sont positionnés pour boucler la boucle d’une économie circulaire des eaux usées en exploitant ses trésors dissimulés.

Mots‑clés

INCOVER, eaux usées, eau, polyhydroxyalcanoates (PHA), biométhane, microalgues, bactéries, économie circulaire, agricole, carbone, irrigation, biofertilisant

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