Et si nos excréments pouvaient faire rouler des bus?

Hélène Roulot-Ganzmann Collaboration spéciale
Le chercheur Rajeshwar D. Tyag devant les installations pour la bioconversion des boues d’épuration et des eaux usées
INRS Le chercheur Rajeshwar D. Tyag devant les installations pour la bioconversion des boues d’épuration et des eaux usées

Ce texte fait partie du cahier spécial Jour de la Terre

Les boues d’épuration, qu’elles soient urbaines ou industrielles, constituent le principal déchet produit par une station d’épuration à partir des eaux évacuées par les égouts. Ces sédiments résiduaires sont surtout constitués de matière organique, à savoir des bactéries mortes, et de matière organique animale, végétale et minérale.

Riches en azote et en phosphore, ces boues sont largement utilisées comme fertilisant, en Europe surtout, par l’industrie agricole. Elles peuvent cependant contenir des métaux lourds. Ainsi, aux États-Unis, l’épandage de boues liquides pratiqué durant plus de 30 ans en forêt, est suspecté d’être à l’origine de certaines pollutions et de l’apparition de maladies dégénératives touchant un nombre croissant de cervidés dans une dizaine d’États et au Canada.

En d’autres termes, bien utilisées, ces boues d’épuration peuvent s’avérer très précieuses, mais elles constituent aussi une arme à double tranchant. Or, une installation moyennede gestion des eaux usées produit environ 40 grammes de boue déshydratée par jour et par habitant. Soit à l’échelle de la population du Québec, plus de 124 000 tonnes par an, rien que pour les boues domestiques. Une véritable manne !

40
C’est le nombre de grammes de boue déshydratée qu’une installation moyenne de gestion des eaux usées produit quotidiennement par habitant.

Transfert de technologie

Deux professeurs de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) ont ainsi eu l’idée de développer un biodiesel à partir de ces boues d’épuration.

« L’idée, c’est d’ajouter à ces boues, principalement municipales ou issues de l’industrie des pâtes et papiers, un composé organique qui participe à l’élaboration des corps gras, à savoir le glycérol », explique Rajeshwar D. Tyagi, chercheur en bioconservation des résidus et coresponsable scientifique du Laboratoire de biotechnologies environnementales (LBE) à l’INRS.

« Ensuite, on place ce mélange en présence d’organismes microbiens, qui vont se nourrir de cette boue et la transformer en une biomasse cellulaire riche en lipides. »

Une fois cette bioréaction terminée, la biomasse est récupérée et ses cellules brisées avec un détergent biodégradable fabriqué par le LBE. Les lipides qui se trouvent à l’intérieur des cellules peuvent alors être captés, optimisés, et convertis en biodiesel.

Avec son collègue Patrick Drogui, chercheur en électrotechnologies et en traitements des eaux, M. Tyagi travaille à la mise au point du procédé de transformation depuis 2011. Leurs travaux ont d’ailleurs recueilli de nombreuses récompenses scientifiques à travers le monde. Aujourd’hui, l’équipe est allée au bout de ses recherches en laboratoire, elle est prête pour le transfert de technologie à l’industrie. Le procédé sera ainsi bientôt testé par des usines pilotes avant sa mise en marché.

« Il y a encore du chemin à parcourir, prévient cependant le professeur Tiagy. On ne sait pas ce qui va se passer une fois le procédé conduit à grande échelle. En laboratoire, nous ne récoltions qu’une vingtaine de litres de biodiesel dans nos cuves. Là, on parle de tonnes de boues et de milliers de litres de biodiesel. »

« Nourriture contre carburant »

 

Si la production de biodiesel par le LBE n’en est encore qu’à sa phase d’expérimentation, le laboratoire peut se targuer d’avoir déjà réussi à transformer les boues d’épuration en d’autres bioproduits. Les activités du laboratoire sont en effet axées sur l’obtention de produits à valeur ajoutée utilisant les rejets urbains, industriels ou agricoles comme substrat de base. Les travaux portentnotamment sur la production debiopesticides microbiens et fongiques, d’inoculants microbiens, promoteurs de croissance végétale, d’enzymes industrielles, bioplastiques et autres biopolymères et de biocarburants. Certains procédés sont déjà commercialisés.

« Nous avons de bonnes raisons de croire que notre biodiesel pourra l’être également, indique Rajeshwar D. Tyagi. D’abord, parce que la capacité de notre laboratoire nous permet une première mise à l’échelle, intermédiaire, avant les essais dans les usines pilotes. Ensuite, parce que le procédé utilisé pour les bioplastiques est sensiblement le même et que l’on sait déjà que celui-ci fonctionne bien. »

À l’heure des changements climatiques, la demande en biocarburants est forte, et certains pays ont commencé à imposer une part minimale de biocarburants dans la consommation de carburants. Cette réglementation pose cependant des problèmes, notamment sur le plan de la sécurité alimentaire.

En plus de réduire la génération de gaz à effet de serre — causée par l’enfouissement de ces boues par les municipalités et l’industrie —, la production de biodiesel à partir de boues d’épuration règle ainsi le dilemme « nourriture contre carburant », soit l’utilisation des terres arables à des fins de biocarburants au détriment de la production alimentaire.