Le traitement des eaux usées désigne l’ensemble des procédés permettant d’épurer les eaux souillées. Ceci, afin que leur réutilisation ou leur retour dans le milieu naturel soit sans danger. Il s’agit d’une discipline essentielle pour nos sociétés de consommation. Elle permet d’éliminer les agents pathogènes et d’éviter qu’ils se propagent dans la nature.
Toutefois, sa mise en place nécessite pour le moment beaucoup de moyens énergétiques. Il est donc important de trouver des moyens de traitement plus durables. C’est ce que des chercheurs du WMG de l’université de Warmick ont réussi à faire selon une information relayée par TechXplore. Ils ont pu produire de l’hydrogène à partir d’eaux usées en utilisant des tapis de fibres de carbone recyclées.
Une demande de la société Severn Trent
Le traitement des eaux usées est assuré au Royaume-Uni par Severn Trent, une société de gestion d’eau. Toutefois, cela lui demande de déployer des moyens qui sont tout simplement énergivores. Dans le pays, la consommation d’énergie liée au traitement d’eaux usées est estimée à 13 milliards de kilowattheures. Ce qui revient à 3 % de la consommation énergétique de tout le royaume.
Pour réduire cette consommation, l’entreprise a donc contacté l’Université de Warmick pour une demande somme toute spéciale. Il fallait que les chercheurs du WMG, un département académique de l’université, puissent trouver un moyen plus efficace de traiter les eaux usées.
Pour y arriver, les chercheurs du département ont décidé de s’appuyer sur des recherches menées sur les cellules d’électrolyse microbienne. Le principe des cellules d’électrolyse microbienne est très simple. Il consiste à décomposer, les polluants organiques présents dans les eaux usées, à l’aide de micro-organismes électromagnétiques. Ce qui permet d’avoir une eau plus propre tout en produisant de l’hydrogène.
L’hydrogène produit lors de l’opération peut avoir de nombreuses applications dans le secteur de l’énergie. Il peut être utilisé dans les piles à hydrogène pour stocker de l’énergie ou servir à faire fonctionner des voitures électriques.
Une technique plus affinée pour de meilleurs résultats
La technique des cellules d’électrolyse microbienne n’a pas été développée à l’Université de Warmick. Elle existe depuis bien longtemps. Toutefois, elle n’avait jamais été développée à grande échelle. Ceci, principalement à cause des matériaux anodiques utilisés auparavant pour faire la décomposition des polluants organiques.
Ceux-ci étaient soit en graphite, soit en carbone. Or, ces deux matériaux coûtent très cher et ne produisent pas suffisamment d’hydrogène pour être rentables. L’équipe du WMG, avec le Dr Stuart Coles à sa tête, a réussi à lever cet obstacle de taille. Ils ont travaillé sur des matériaux d’anode alternatifs et d’autres méthodes de traitement.
Ils sont arrivés à transformer des tapis de fibres de carbone recyclés, en anode alternative. Ceux-ci coûtent beaucoup moins cher que les anodes classiques. Le mètre carré de tapis ne coûte que 2 livres.
L’équipe a dans un premier temps réalisé plusieurs tests sur des eaux usées réelles, avec leur tapis de fibres de carbone. Ils ont constaté que des bactéries se développaient au niveau de l’anode fabriquée à partir de fibres de carbone recyclées. Mieux, les fibres résistaient mieux à la température et produisaient des quantités d’hydrogène plus importantes que le graphite et le carbone.
Dans un second temps, l’équipe a choisi d’appliquer les résultats de ses recherches sur l’un des sites de traitement de la société Severn Trent. Elle est parvenue à traiter par jour, un total de 100 litres d’eaux usées. Les eaux traitées, l’ont été avec un taux d’épuration des polluants organiques évalués à 51 %. La totalité des solides en suspension dans l’eau a été tout bonnement éliminée.
En ce qui concerne la production d’hydrogène, elle était 18 fois plus importante que celle produite par le graphite. De l’hydrogène dont le taux de pureté, il faut le souligner, est de 100 %.
Des résultats très satisfaisants, mais loin d’être parfaits
Le département du WMG, par la voix du Dr Stuart Coles a tenu à exprimer sa joie et l’enthousiasme suscité par cette technologie. Il trouve que lui et son équipe ont trouvé la solution à un problème latent. Pour cela, ils n’ont eu besoin que de déchets provenant du secteur de l’aérospatial et celui de l’automobile.
Grâce à eux, désormais le traitement des eaux usées permet également d’extraire de l’hydrogène à coût beaucoup plus faible. Se projetant vers l’avenir, il pense que la prochaine phase de leur travail consistera à optimiser la conception des cellules d’électrolyse. Ce qui permettra de réduire davantage le pourcentage de polluants tout en augmentant la quantité d’hydrogène produit.
Même son de cloche du côté de Severn Trent. Par la voix de son ingénieur en chef, Bob Stear, la structure estime que le WMG a démontré que la technologie rend plus circulaire le traitement des eaux usées. Ce qui entre parfaitement dans les plans de la société, elle qui projette d’atteindre une durabilité à long terme.
Pour finir, il a ajouté que l’entreprise compte de son côté continuer les recherches sur la technologie. Pour cela, elle prévoit l’ajouter à son banc d’essai situé à Redditch.