S’autosuffire en énergie grâce au contenu de la toilette

Près des canalisations en aluminium qui serpentent entre les bassins règne une mauvaise odeur de toilettes bouchées. L’usine de traitement des eaux usées de DC Water, à Washington, est l’une des plus grandes au monde à utiliser les excréments humains pour produire… de l’électricité.

Pointant du doigt un dessin de toilettes, l’ingénieur Chris Peot assure que « tout » ce que font les habitants de la capitale fédérale « contribue au système, ils fabriquent de l’énergie verte ».

L’usine Blue Plains de DC Water traite chaque jour 1400 millions de litres d’eaux usées provenant de plus de 2 millions de foyers, ce qui fait d’elle l’une des plus grandes stations d’épuration au monde, précise M. Peot, directeur de la récupération des ressources chez DC Water.

Les eaux sont nettoyées par des micro-organismes, qui ingèrent d’abord le carbone puis transforment les nitrates en gaz d’azote, avant d’être déversées dans le fleuve Potomac ou la baie de Chesapeake.

Les matières solides sont, elles, soit recyclées en compost, soit, depuis six mois, utilisées pour produire 10 mégawatts d’électricité, l’équivalent de la consommation de 8000 foyers : déposées au fond des bassins de traitement des eaux, elles sont récupérées puis soumises à une technique d’hydrolyse importée de Norvège, expérimentée pour la première fois en Amérique du Nord.

Cela « permet d’extraire de la matière organique pour la convertir en méthane, brûler le méthane pour faire de l’électricité, qui sert elle-même à faire fonctionner en partie l’usine », résume M. Peot.

Les eaux usées ne sont ainsi plus considérées comme des « déchets, mais exploitées comme une ressource », a souligné le p.-d.g. de DC Water, George S. Hawkins, en inaugurant le 5 octobre la nouvelle installation, d’un coût de 470 millions de dollars.

Un tiers de la consommation

 

Du méthane est produit grâce à la décomposition des matières fécales par des bactéries dans d’énormes cuves de 25 mètres de hauteur, chacune pouvant « digérer » 15 millions de litres de matières solides.

Ce biogaz sert ensuite à actionner trois turbines — chacune de la taille d’un réacteur d’avion — pour produire treize mégawatts d’électricité, dont trois sont immédiatement utilisés pour le processus d’hydrolyse lui-même. Les dix mégawatts restants servent aux besoins de l’usine.

Blue Plains « est le plus gros consommateur d’électricité de DC », explique M. Peot. Ces 10 MW « permettent d’assurer un tiers de nos besoins », ce qui évite d’acheter de l’électricité produite au charbon, très polluant.

Quelques jours avant l’ouverture à Paris du sommet mondial sur le climat, l’ingénieur saluait un processus qui réduit « l’empreinte carbone [de l’usine] d’un tiers et réduit les coûts opérationnels de millions de dollars par an ».

 

« C’est un moyen de diversifier l’offre énergétique et de contrôler les coûts » de l’électricité, note Todd Foley, directeur de la stratégie au Conseil américain sur les énergies renouvelables, qui prédit un « rôle accru » de ces sources d’énergie encore peu utilisées.

En 2014, à peine 6 % de l’électricité mondiale était issue du vent, du solaire et de la biomasse, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE) — contre 41 % provenant du charbon, 22 % du gaz, 17 % de l’hydroélectricité, 11 % du nucléaire et 4 % du pétrole.

Les biogaz, à 60 % du méthane, tirés d’excréments humains sont aussi un espoir pour les pays pauvres : ils représentent une source d’énergie susceptible de produire de l’électricité pour 138 millions de foyers, selon un rapport de l’ONU publié début novembre.

La récupération des matières fécales permettrait aussi d’améliorer l’hygiène dans les pays pauvres, où le manque de sanitaires est responsable de 10 % des maladies.

Et de produire des engrais pour l’agriculture. L’usine de DC en produit chaque jour 1200 tonnes, sous forme de « biosolides », des composts organiques qui servent à des jardins communautaires ou des plantations d’arbres. En utilisant l’hydrolyse au lieu de la chaux, la moitié de ces biosolides ont gagné en propreté et sont désormais de « classe A ».

« On utilise un capital qu’on a ici dans l’usine et que, pendant des années, on donnait gratuitement aux agriculteurs comme engrais », souligne M. Peot.

L’idéal serait qu’à terme l’usine devienne autosuffisante en électricité, comme celle de Gresham, dans l’Oregon, voire que de l’énergie soit vendue aux habitants de Washington, admet M. Peot.

À court terme, le projet est d’abord d’alimenter une quatrième turbine grâce à d’autres déchets organiques, pour générer 5 MW supplémentaires.



À voir en vidéo