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8 mai 2019

Biocarburants, chaleur, métaux… les ressources cachées dans les eaux usées

Les scientifiques mettent au point de nouveaux procédés permettant de valoriser tout le potentiel des eaux usées : des nutriments à la chaleur, en passant par les métaux.

Yalin Li*, doctorant en Génie civil et environnemental, part d'un constat simple, chiffres à l'appui : les Américains consomment en moyenne 127 litres d’eau par jour, tous usages cumulés (sanitaires, hygiène corporelle et électroménager). Si les eaux usées ne retiennent que peu l’attention de la population, et parfois même des pouvoirs publics, elles doivent pourtant être considérées comme une ressource à plusieurs égards, estime le jeune chercheur qui les qualifie de « mine d'or ». Outre la méthanisation**, le drainage des eaux usées***, et les techniques de valorisation énergétique désormais matures, les scientifiques planchent également sur de nouvelles voies de valorisation , comme les procédés hydrothermaux (pyrolyse), ces techniques avancées de transformation des boues d'épuration en biocarburants. Actuellement en phase d'expérimentation, ce procédé pourrait à terme se substituer au diesel et à l'essence.
 
Les micro-algues, que l’on retrouve parfois dans les eaux usées, nourrissent aussi les espoirs de la communauté scientifique puisqu’elles peuvent servir de combustible à la bioraffinerie environnementale, en complément de la méthanisation.
 
Dans les eaux usées ont trouve aussi de la struvite****,  trop peu exploitée encore à ce jour. Ce nutriment (phosphate minéralisé) se forme spontanément lors du processus de traitement des eaux usées chargées en déchets organiques. En dépôt sur les parois des bassins ou dans les tuyaux, il les endommage. Alors même qu’il constitue un engrais très efficace...
 
Par ailleurs, des chercheurs développent de nouveaux procédés d’élimination et de récupération des métaux précieux présents dans ces eaux, dont la valeur « peut atteindre chaque année plusieurs millions de dollars », précise encore Yalin Li. Parmi les sujets à l’étude, des systèmes membranaires et biologiques sur lesquels croissent des micro-organismes : ils permettent de fixer les métaux. Un bénéfice certain pour l’environnement, car ces métaux se révèlent souvent toxiques pour les écosystèmes aquatiques.
 
* Yalin Li est doctorant à l’École des Mines du Colorado (Colorado School of Mines) et à l’Université Urbana-Champaign de l’Illinois.
** La méthanisation permet, à travers une réaction biologique (digestion anaérobie), de produire un biogaz composé à près de 50 % de méthane. Parmi ses usages courants, le brûlage dans des chaudières et des fours pour générer de la chaleur et/ou de l’électricité.
*** Les eaux usées peuvent enfin constituer une source de chaleur efficace, grâce à des procédés de récupération de la chaleur des eaux de drainage. La température des eaux usées étant souvent supérieure à celle des sources d'eau naturelles, notamment pendant l'hiver, il s'agit d'une solution particulièrement utile pour se chauffer à moindre coût et dans le respect de l'environnement.
****Veolia propose depuis 2016 une technologie répondant à cette problématique aux municipalités : « Struvia TM, le recyclage du phosphore durable à partir des eaux usées ».

© Christophe Majani d'Inguimbert - Photothèque Veolia