Des ingénieurs de l'Université de l'Alberta ont trouvé un moyen de transformer les déchets de graisse, l'huile et la graisse en un approvisionnement régulier en énergie renouvelable.

Dans une étude récente, Bappi Chowdhury, étudiant à la maîtrise en génie de l'environnement, et ses collègues ont découvert que l'ajout de matériaux conducteurs aux déchets pourrait potentiellement les transformer en une matière première fiable, permettant un taux de production jusqu'à 70 pour cent de plus de biométhane - une source d'énergie renouvelable - à partir d'un mélange de matières grasses, l'huile et la graisse et les déchets alimentaires ordinaires dans un digesteur anaérobie.

Riche en énergie, les déchets remplis de graisse sont extrêmement lents à se décomposer, former des barrières qui entravent la digestion microbienne ou flotter à la surface dans les installations de traitement des déchets, qui collectent le biométhane dans le processus. Malgré leur potentiel énergétique élevé (les graisses sont composées de chaînes carbonées plus longues qui se dégradent naturellement en gaz naturel), ces substances se retrouvent souvent dans les décharges, où ils se dégradent lentement et sont rejetés dans l'atmosphère, un problème particulier car le méthane est environ 30 fois plus puissant que le dioxyde de carbone en tant que gaz piégeant la chaleur.

Les résultats pourraient avoir des implications pour les municipalités aux prises avec des conduites d'égout bouchées, les installations agricoles industrielles traitant des déchets animaux ou les gouvernements souhaitant réduire les impacts climatiques.

"Cela pourrait résoudre beaucoup de problèmes, " dit Chowdhury, qui était l'auteur principal de l'étude. "C'est durable, énergie renouvelable, car tant qu'il y a du monde, il y aura du gaspillage alimentaire."

Clé de charbon actif granulaire

Les matériaux conducteurs sont utilisés depuis longtemps dans le traitement des déchets et des eaux usées, mais ce n'est qu'au cours de la dernière décennie qu'ils ont été utilisés pour stimuler la production de biométhane.

Une substance comme le charbon actif granulaire - le matériau conducteur le plus efficace dans la nouvelle étude - est mieux connue pour éliminer les composés qui affectent l'odeur et le goût de l'eau traitée. Mais selon Bipro Dhar, un professeur adjoint de génie de l'environnement à l'Université d'État, le charbon actif peut également servir de plaque tournante pour les microbes cherchant à déverser ou à capter des électrons dans le cadre de processus biochimiques.

"Cela peut changer la façon dont les microbes interagissent, " dit Dhar, qui a supervisé les recherches de Chowdhury. "Cela peut améliorer considérablement la vitesse à laquelle nous pouvons dégrader ces matières organiques et produire du biométhane."

L'étude impliquait également d'ajouter des déchets alimentaires au mélange pour améliorer les rendements. Chowdhury a trouvé une recette optimale de 70 pour cent de déchets alimentaires - provenant de déchets du centre commercial HUB sur le campus de l'Université d'Amérique - et 30 pour cent de matières grasses, huile et graisse de GHD Canada, un partenaire industriel basé en Ontario. Il a testé deux matériaux conducteurs, charbon actif granulaire et magnétite, pour voir ce qui fonctionnait le mieux. Le premier matériau conducteur a réduit le temps de décomposition de 20 à 25 jours à seulement sept.

Il y a une deuxième raison pour laquelle le charbon actif granulaire fonctionne si bien. Les microbes qui décomposent naturellement les lipides et les graisses se développent directement sur les matériaux conducteurs. Une plus large gamme de microbes restent dans le mélange dans le digesteur, s'assurer que la décomposition est plus efficace qu'elle ne le serait seule.

"Il y avait plus d'enrichissement en micro-organismes, " a déclaré Chowdhury. " Il y a tellement de microbes attachés à la surface, cela crée plus d'équilibre."

Réduire les impacts climatiques

La nouvelle étude est un changeur de jeu potentiel dans le traitement des déchets organiques, qui représente jusqu'à 40 pour cent des déchets municipaux au Canada et cinq pour cent des émissions mondiales de gaz à effet de serre.

Dhar énumère un certain nombre de scénarios potentiels. Si gras, l'huile et la graisse pourraient être digérées facilement et de manière fiable, une ville comme Edmonton pourrait accepter des déchets agricoles ou des déchets de restaurants pour améliorer son traitement des déchets organiques. Une ferme avicole rurale peut abandonner le transport de déchets sur des centaines de kilomètres et choisir de produire de l'électricité et de la chaleur sur place. Une zone rurale d'un pays en développement pourrait produire plus d'électricité à partir de déchets. Étant donné que les digesteurs anaérobies peuvent fonctionner à diverses échelles sans modification importante, c'est une solution qui pourrait potentiellement être mise en œuvre à l'échelle mondiale.

Dhar voit un autre avantage dans la réduction des déchets de méthane, un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que beaucoup négligent en tant que contributeur au changement climatique.

« Le problème majeur des décharges, ce sont les déchets organiques, " Dhar a déclaré. "Tout type de matière organique finira par se dégrader et produire du méthane."

En 2015, Epcor a estimé avoir dépensé 2 millions de dollars pour le nettoyage 1, 200 kilomètres d'égouts d'Edmonton, ainsi qu'un autre 1,6 million de dollars d'inspection des lignes dans toute la ville. Alors que la ville a "stockez-le, ne le versez pas" campagnes, la graisse domestique qui obstrue les conduites d'égout pourrait un jour être récupérée comme une ressource précieuse.

D'autres travaux seront d'abord nécessaires, Dhar a noté. Cela signifie rechercher des matériaux conducteurs encore meilleurs et moins chers, études de faisabilité économique et projets pilotes à grande échelle.

"C'est un projet très important, " Dhar a déclaré. "Nous avons une énorme quantité de graisse, l'huile et la graisse produites dans tout le pays.