Nos déchets source d’énergie verte

Description détaillée de la Solution

Les technologies récemment développées en alternative des énergies fossiles s’appuient sur des cultures dédiées, le colza par exemple, qui viennent en concurrence avec la production agroalimentaire. Primé par les « Investissements d’avenir » et piloté par Irstea, le projet Biorare utilise la matière organique issue des déchets ménagers pour produire des biocarburants et des molécules plateformes. Reposant sur une matière renouvelable, peu coûteuse et disponible en abondance, ce procédé présente de sérieux atouts pour l’avenir de notre planète.

Une technologie de rupture
« Le projet Biorare s’appuie sur une technologie de rupture, l’électrosynthèse microbienne », souligne Théodore Bouchez. Elle consiste en un couplage entre réactions biochimiques pilotées par des microbes et circuit électrique. Les déchets sont dégradés à l’anode. Les électrons formés, ainsi que du CO2 issu du traitement des déchets sont injectés à la cathode, où d’autres microorganismes le transforment en molécules d’intérêt pour la chimie verte, (carburants,  médicaments…). Un procédé similaire avait été testé par des scientifiques américains en utilisant de l’eau à l’anode. « Notre choix s’est porté sur les déchets car ils contiennent davantage d’énergie chimique sous forme de molécules. Les utiliser permet de diminuer fortement la puissance électrique consommée par le dispositif ». En utilisant des déchets au lieu de l’eau, les chercheurs ont montré qu’on pouvait diviser par 3 la consommation électrique. De quoi rendre le procédé très attractif sur le plan économique.

Le « vivant » au cœur du procédé
Pour mener à terme leurs projets, les chercheurs ont dû lever d’importants verrous technologiques car le processus est plus délicat à mettre en œuvre qu’avec de l’eau et demande un vrai pilotage. Il s’agit en particulier de réguler le flux d’électrons afin de coordonner l’activité de la bioanode avec celle de la biocathode. « Nous avons réussi à identifier les paramètres clés à contrôler et à proposer une solution technologique robuste qui permet de faire fonctionner ensemble les deux électrodes biotiques». Les travaux de synchronisation de l’activité microbienne à l’anode et à la cathode ont fait l’objet d’un brevet qui vient d’être déposé et une publication est en préparation. Les résultats, très prometteurs, constituent un pas important pour faire sortir cette toute jeune technologie du laboratoire. Toutefois, aujourd’hui, les molécules qu’on peut obtenir en routine sont essentiellement des molécules organiques simples (acides carboxyliques), il reste encore à optimiser les procédures de production pour produire d’autres types de molécules (alcools, cétones…).

Date de lancement

Projet en cours 2011-2016

Partenaires de la solution

Performances, impacts et résultats

Environnementaux
Réduction des gaz à effet de serre

Economiques
Réduction de la consommation de la puissance électrique

Résultats tangibles à horizons moyen et long terme
Coupler ce dispositif à une installation de méthanisation des déchets, productrice d’énergie : des déchets, de l’électricité et du CO2 fournis en direct. Une seule et même filière, optimisée au maximum.