ECO-WATT Timothy VOGEL Production d`électricité par les
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ECO-WATT Timothy VOGEL Production d’électricité par les bactéries lors du traitement d’effluents Projet de recherche Coordinateur du projet : Timothy VOGEL - Professeur Laboratoire: Laboratoire AMPERE UMR CNRS 5005 Adresse complète du laboratoire : Laboratoire AMPERE Ecole Centrale de Lyon 36 avenue Guy de Collongue 69134 ECULLY Courriel : [email protected] Tél : 04 72 18 65 14 Fax : 04 78 43 37 17 Budget demandé : 20 000 €uros Ce budget sera utilisé pour l’achat des petits consommables ainsi que les réacteurs. Equipe(s) participant au projet : Nom de l’équipe Microsystems et Microbiologie Nom et prénom du responsable BURET, François N° d’identification du laboratoire UMR CNRS 5005 Résumé de l’exposé scientifique du projet La production d’électricité par les bactéries, qui dégradent les composés nocifs pendant le traitement des eaux usées domestiques ou industrielles, est un des domaines de recherche les plus innovants aujourd’hui, mais qui demande une pluridisciplinarité riche en ingénieur (électrique et des procèdes), microbiologiste et électrochimiste. Notre projet a pour but l’amélioration du procédé ainsi qu’un saut biotechnologique pour se passer de l’utilisation de platine (qui est la verrouille technologique) et d’évaluer les potentialités de cette technologie sur site. Notre étude de la communauté microbienne impliquée dans le bon fonctionnement du système (analyse par puces à ADN) ainsi que les aspects d’ingénierie seront mis en œuvre dans les réacteurs d’étude ainsi que les pilotes pour arriver à un système utile. Contexte scientifique et sociétal Face à l’augmentation croissante de la population mondiale, un des principaux défis de notre siècle sera de pouvoir répondre à une demande énergétique grandissante. Actuellement, la consommation globale d'énergie est d'environ 13 TW/an et elle pourrait avoir doublée d’ici à 30 ans seulement. Alors que les ressources en énergies fossiles, dont nous sommes les plus tributaires, diminuent, il semble aujourd’hui nécessaire d’envisager l’utilisation d’autres sources afin d’atteindre une relative indépendance énergétique. Le développement des énergies renouvelables pourrait permettre de répondre à ces attentes. Ces énergies qui produisent peu de gaz à effet de serre pourraient d’une part permettre une stabilisation du taux de CO2 dans l’atmosphère, et d’autre part assurer une meilleure stabilité économique tout en offrant une certaine autonomie énergétique à de nombreux pays. Parmi les nombreuses stratégies existantes, l’une d’elles est notre capacité de générer de l'énergie à partir des déchets organiques que nous produisons. La France produit actuellement plus de 600 millions de tonnes de déchets organiques par an. Ces déchets ne peuvent être rejetés dans l’environnement sans avoir subit un traitement qui diminue leur charge organique afin d’éviter une pollution des écosystèmes. Alors que le coût énergétique, et par conséquent économique, du traitement de ces déchets reste très élevé (ex : le traitement des eaux usées représente 0,8% du PIB de la France), il est possible de valoriser ces déchets en produisant de l’énergie utilisable par l’homme. Il s’agit de convertir directement ou indirectement l’énergie contenue dans un substrat organique via les microorganismes. Alors que la majeure partie des déchets peut être transformée en biogaz (méthane) ou hydrogène, les processus utilisés lors de ces traitements ne sont pas forcément les plus rapides. Les processus aérobies dégradent une large gamme de composés organiques très rapidement mais génèrent eux-mêmes des déchets, résultats d’une croissance bactérienne importante. Même si différentes technologies (comme les biofiltres) permettent une réduction de la quantité de boues produites, ces boues posent un problème environnemental et doivent à leur tour être éliminées (incinération, production de biogaz). Une autre solution est cependant envisageable : la production d’électricité lors la dégradation de déchets organiques par les bactéries.
