ECO-WATT Timothy VOGEL Production d`électricité par les

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 : [phone]
Fax : [phone]
Budget demandé : 20 000 €uros
Ce budget sera utilisé pour l’achat des petits consommables ainsi que les réacteurs.
Equipe(s) participant au projet :
N
om de l’équipe
N
om et prénom du
responsable
N
° d’identification du
laboratoire
Microsystems et
Microbiologie BURET, François 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.