Utiliser le contenu des égouts pour produire de l'énergie

Des chercheurs de l’Université de Washington ont conçu un filtre qui traite les eaux usées et permet aussi de produire de l’électricité. Selon les chercheurs, cette percée pourrait permettre de transformer l’utilisation de l’énergie dans les usines de traitement.

Ce nouveau système utilise des bactéries comme « biocatalyseurs » pour produire une charge électrique, tout en décomposant les matériaux organiques qui seraient autrement considérés comme des déchets.

Ces résultats obtenus dans le laboratoire de Zhen He, professeur en génie énergétique, environnemental et chimique, sont publiés dans Environmental Science: Water Research & Technology.

Les travaux s’inscrivent dans la foulée d’un nombre croissant de technologies qui rejettent l’idée que les eaux usées soient des déchets, et tentent plutôt de leur trouver une utilité. L’idée, avec la nouvelle technologie mise au point à l’Université de Washington, consiste à réduire, sinon renverser, la gigantesque consommation énergétique des usines de traitement. Celles-ci, combinées aux systèmes qui distribuent l’eau potable, représentent de 3 à 4% de toute l’énergie dépensée aux États-Unis.

« C’est un procédé très énergivore », indique M. He. « Et qui dit énergie, dit aussi argent. »

En façon dont elle est traitée, l’eau récupérée lors du traitement peut servir à quantité d’opérations et activités, que ce soit sous la forme d’eau non potable utilisée pour l’irrigation, ou en étant traitée pour être de nouveau potable. C’est d’ailleurs le cas dans le sud de la Californie, où des plans de recyclage de l’eau prennent de l’expansion, notamment dans un contexte de sécheresse.

Le nouveau filtre des chercheurs offre cependant un avantage supplémentaire: la production d’énergie.

Ce système utilise un tissu pour recueillir les matières organiques contenues dans les eaux usées, en plus d’offrir une surface à coloniser pour les bactéries. Puis, à mesure que les bactéries consomment ces matières organiques, des électrons sont libérés et récupérés par le tissu, ce qui crée de l’électricité. De l’acier inoxydable se trouvant autour du filtre transfère le courant électrique de cette « pile bactérienne » à un circuit externe.

C’est cette fonction à double sens qui rend l’électrode unique, poursuit M. He.

Et si certains peuvent critiquer la faible intensité de cette production d’énergie, le chercheur répond: « Est-ce que votre pile peut filtrer l’eau usée? »

Théoriquement, le traitement d’un mère cube d’eau usée pourrait générer 20 watts d’énergie pendant une heure. Cela signifie qu’une unité de plus grande taille ou une série d’unités pourrait alimenter des ampoules ou des appareils électriques plus vastes.

Prochaines étapes

La prochaine étape, pour cette nouvelle technologie, consiste à prendre de l’ampleur avant d’être mise en marché. M. He affirme qu’il aimerait que les filtres soient utilisés par les usines de traitement d’eaux usées de diverses municipalités.

Dans la région métropolitaine de St. Louis, donne-t-il en exemple, les autorités dépensent environ 15 millions de dollars américains par année en coûts énergétiques pour le traitement des eaux usées.

Selon le chercheur, toutefois, la prochaine étape logique est plutôt de faire adopter les filtres à moins grande échelle, notamment dans les installations industrielles de moindre envergure qui doivent traiter des eaux usées.

La première grande étape, dit-il, serait de faire en sorte de rendre les usines de traitement « énergétiquement neutres », si leurs utilisateurs peuvent produire assez d’énergie pour annuler la consommation de leurs équipements.

L’objectif ultime, cependant, consiste à transformer ces usines en sources d’énergie.

Aux yeux du chercheur, son approche et celles d’autres scientifiques, notamment pour réduire les coûts de chauffage et de déglaçage des rues à l’aide des égouts, révèlent tout le potentiel des eaux usées.

« Est-ce vraiment un déchet? Ou pouvons-nous les traiter comme une ressource? »