La conversion à froid de déchets alimentaires en énergie renouvelable et en engrais

Des chercheurs du Département de génie du bâtiment, civil et environnemental de l’Université Concordia et leurs collaborateurs de la société Bio-Terre Systems gardent la tête froide lorsqu’il s’agit de lutter contre le réchauffement planétaire. Leur arme dans ce combat ? Un procédé faisant appel à des bactéries qui raffolent du froid. Dans une étude parue dans la revue Process Safety and Environmental Protection, Rajinikanth Rajagopal, David Bellavance et Mohammad Saifur Rahaman montrent l’efficacité de la méthanisation, ou digestion anaérobie, pour transformer des déchets alimentaires solides en énergie renouvelable et en engrais organique, et ce, dans un environnement à -20 °C. Les chercheurs se sont servis de bactéries psychrophiles – qui prospèrent à des températures relativement basses – pour décomposer des déchets alimentaires dans un bioréacteur spécialement conçu à cette fin. Grâce à ce procédé, ils ont obtenu un rendement spécifique en méthane comparable à celui de procédés de digestion anaérobie plus énergivores. « Nous disposons ici d’un potentiel énorme pour réduire la quantité de combustible nécessaire au traitement des déchets solides », affirme le Pr Rahaman. « La gestion et le traitement des déchets alimentaires posent des défis partout dans le monde, en particulier dans des pays froids comme le Canada où le thermomètre descend souvent sous les ?20 °C et la demande énergétique liée au chauffage est élevée », explique-t-il. Il précise que dans les procédés de méthanisation les plus courants, il faut de grandes quantités d’énergie pour réchauffer les bioréacteurs et y maintenir la température nécessaire à une activité bactérienne optimale. « Nos résultats montrent que nous pouvons exploiter des bactéries psychrophiles modifiées pour produire une quantité de méthane semblable à celle que génèrent les bactéries d’usage courant, mais en utilisant moins d’énergie », soutient le Pr Rahaman. « Un nouvel axe de recherche prometteur » Chaque année, les villes de la planète produisent plus de 1,3 milliard de tonnes de déchets. Selon les prévisions, ce volume devrait atteindre 2,2 milliards d’ici à 2025. La plupart du temps, les ordures finissent dans des décharges où elles se biodégradent lentement. Ce faisant, elles émettent du biogaz, un puissant gaz à effet de serre qui se compose principalement de dioxyde de carbone, de méthane et de sulfure d’hydrogène. À lui seul, ce biogaz riche en méthane représente une grave menace climatique. De fait, comparé au dioxyde de carbone, le méthane affiche un potentiel de réchauffement planétaire 21 fois plus important. Selon les chercheurs, les techniques de méthanisation synthétique pourraient toutefois être modulées de sorte à capter ces émanations et à les transformer en énergie renouvelable. L’utilisation de divers dispositifs comme les dômes de stockage pour le biogaz, les biofiltres et les systèmes électrocalogènes mixtes permettrait de récupérer et de purifier le méthane avant de le convertir en énergie ou en chaleur. Il suppléerait ainsi la plupart des combustibles fossiles. Par ailleurs, sur le plan de l’agronomie, ce procédé fournirait des matières riches en phosphore et en azote. Recyclés, ces résidus du digestat serviraient d’engrais pour les végétaux. Le mode d’alimentation du bioréacteur est inédit. Celui-ci est constitué d’un réservoir de trop-plein à volume constant alimenté en semi-continu. L’entrée de déchets alimentaires dans l’ouverture inférieure de l’appareil s’accompagne de la sortie par la partie supérieure d’une quantité équivalente d’effluents traités. Les chercheurs ont effectué diverses analyses sur les matières extraites. Ils cherchaient notamment à établir leurs caractéristiques physicochimiques et à évaluer la qualité et la quantité du biogaz. « Peu de recherches sont menées en vue de concevoir des applications pour le traitement des déchets alimentaires, déclare M. Rajagopal. Nous espérons que notre étude dégagera un nouvel axe de recherche prometteur. » Photo: Michael Stern (Flickr CC)