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H2020

iMETland — Résultat en bref

Project ID: 642190
Financé au titre de: H2020-EU.3.5.4.
Pays: Espagne
Domaine: Alimentation et Ressources naturelles, Changement climatique et Environnement

Des technologies électrochimiques microbiennes pour traiter les eaux usées et produire de l’eau potable

La symbiose industrielle dans l’économie circulaire transforme la sortie d’un processus en une entrée pour un autre. Le projet iMETland a démontré que les eaux usées urbaines peuvent être épurées de manière durable et utilisées pour l’irrigation sans coût énergétique, en utilisant des bactéries qui produisent un courant électrique à partir de polluants.
Des technologies électrochimiques microbiennes pour traiter les eaux usées et produire de l’eau potable
Pour contribuer à combler le fossé entre les solutions hydriques innovantes et la première application commerciale, le projet iMETland a développé une application à grande échelle d’une technologie respectueuse de l’environnement qui traite les eaux usées urbaines produites par les petites communautés, avec un coût énergétique nul. Cette technique associe des biofiltres de milieux humides artificiels à des technologies électrochimiques microbiennes (MET).

La combinaison de bactéries électroactives avec un matériau électroconducteur a permis de décupler les taux de dépuration des techniques traditionnelles. De plus, du fait du très faible poids de la biomasse, l’encrassement des biofiltres par les sédiments (colmatassion) est évité.

Le processus élimine les polluants des eaux usées de façon décisive et, après traitement électro-oxydant, produit une eau exempte de tout agent pathogène et adaptée à l’irrigation. Ayant déjà passé les phases de recherche et de développement pilote, le financement de l’UE a permis à iMETland de mettre en place une démonstration à grande échelle pour accélérer la mise sur le marché.

Exploiter le réseau social de cellules vivantes

La technique iMETland de réduction des polluants induite par les bactéries utilise essentiellement la même méthode de récupération de l’énergie que celle utilisée pour la nourriture. Le Dr Abraham Esteve-Núñez, coordinateur du projet, explique: «Nous extrayons des électrons des aliments qui sont à leur tour consumés par l’oxygène que nous respirons. Le matériau électroconducteur utilisé dans notre système montre une capacité illimitée à accepter les électrons. Les bactéries peuvent donc continuer à consommer des polluants à un taux plus élevé».

Les électrons traversant le matériau de biofiltre électroconducteur iMETland créent un courant électrique qui permet aux communautés microbiennes d’interagir à distance. L’optimisation de cette «conversation électronique» dans la communauté microbienne améliore l’efficacité des efforts de nettoyage.

Une fois tout contaminant chimique éliminé de l’eau, iMETland peut générer de l’eau de javel à partir du chlorure naturellement présent dans l’eau, ce qui tue les bactéries, créant ainsi une eau sans danger pour l’irrigation.

Ce qui rend la technologie particulièrement innovante réside dans l’intensité de la capacité du métabolisme de la bactérie électroactive à convertir la pollution en électricité, proportionnelle à l’élimination des polluants. Plus elles mangent, plus la quantité d’électricité récoltée augmente et en mesurant l’électricité générée, les opérateurs peuvent contrôler l’efficacité de la bactérie à éliminer les contaminants avec des outils intelligents spécialement conçus.

«Le principal défi d’iMETland consistait à s’adapter à des conditions réelles comme des changements saisonniers imprévus. Nous avons donc testé les hivers froids d’Europe du Nord et les étés chauds de la Méditerranée», explique le Dr Esteve-Núñez. Il ajoute: «La domination de l’organisme Geobacter électroactif en présence d’oxygène a constitué une bonne surprise, cela a permis d’augmenter les performances de la technique. Cette bactérie a toujours été cultivée loin de l’oxygène, notre découverte nous rappelle ainsi que l’adaptation naturelle est plus forte que les préjugés scientifiques».

Contribuer aux priorités relatives à l’eau et aux eaux usées

La nature multidisciplinaire de iMETland s’aligne parfaitement avec les priorités en matière de traitement de l’eau et des eaux usées de l’Union européenne initiative PEI-Eau. Il répond en particulier à l’ambition de créer des pôles d’innovation dans le traitement de l’eau dans les régions où les systèmes de traitement des eaux usées et les installations d’assainissement ne sont pas appropriés. Comme le système réduit la quantité d’énergie nécessaire pour traiter les eaux usées, il diminue simultanément les coûts imputés aux municipalités et les émissions de CO2.

Actuellement, les unités iMETland testées peuvent être intégrées dans de petites communautés pour l’irrigation de jardins ou d’espaces verts, et la solution à base de plantes augmente d’autant l’attrait visuel des installations. Les bâtiments publics constituent un autre objectif d’adoption de la solution. À cette fin, elle a déjà été mise en œuvre à IMDEA Water.

«Metland est déjà une marque déposée et le concept est prêt à être mis sur le marché par l’intermédiaire d’une nouvelle PME appelée METfilter, créée à cet effet», résume le Dr Esteve-Núñez.

Informations connexes

Mots-clés

iMETland, traitement des eaux usées, agriculture, zones humides, dépuration, bactéries, technologies électrochimiques microbiennes, polluants, électroactif, électrons, électroconduction, eaux usées, assainissement, énergie