Du gaz naturel issu de caca au lieu de fossiles ? Cette bactérie BYU pourrait y arriver

Jul 22, 2023

La prochaine avancée dans le domaine des énergies renouvelables pourrait être le caca.

De nouvelles techniques scientifiques mises au point à l’Université Brigham Young soulignent le potentiel de conversion des déchets animaux et humains en énergie pouvant être utilisée pour remplacer le gaz naturel issu des combustibles fossiles.

Transformer les excréments en énergie n'est pas une idée nouvelle. Les civilisations utilisent la digestion anaérobie depuis des siècles. Cependant, les méthodes que les scientifiques de BYU Jaron Hansen et Zach Aanderud étudient depuis plus d'une décennie représentent un pas en avant significatif pour faire des déchets un producteur d'énergie viable à plus grande échelle.

La clé de leur travail réside dans un cocktail spécial de bactéries qui se développent dans des conditions extrêmes – pas d’oxygène, températures au nord de 170 degrés – et sont expertes dans la décomposition des déchets en molécules plus petites. Ainsi, des bactéries qui auraient pu passer leur vie à digérer une bûche dans une source chaude russe peuvent désormais être utilisées pour manger du fumier dans un réservoir géant dans une ferme laitière.

"Nous exploitons le pouvoir des petites choses qu'on ne peut pas voir dans le monde... pour vraiment nous aider à résoudre quelques gros problèmes", a déclaré Aanderud, professeur d'écologie microbienne.

Selon lui, cette avancée pourrait aider à relever deux défis de taille : abandonner les combustibles fossiles et éliminer les quantités massives de déchets produits par les humains et les animaux.

Une vache laitière peut produire 100 livres de fumier chaque jour, et les grandes laiteries peuvent héberger plus de 10 000 vaches à la fois. Et ce processus, a déclaré Hansen, pourrait transformer ces déchets d’une menace environnementale en une puissante source d’énergie potentielle.

"Nous parlons de produire suffisamment de gaz pour alimenter les petites communautés", a déclaré Hansen, qui préside le département de chimie de BYU. "Nous parlons de centaines de kilowatts d'énergie."

Historiquement, a-t-il déclaré, la digestion anaérobie dans une ferme laitière ne pouvait transformer que 40 % des déchets des vaches en énergie. Le prétraitement avec cette bactérie a augmenté ce niveau d'efficacité à 80 % et a réduit la quantité de déchets restants qui devaient être envoyés vers les fermes ou les décharges.

C'est plus rapide aussi. Au lieu de prendre un mois pour extraire l’énergie des déchets, cela peut désormais prendre moins d’une semaine.

"Ces bactéries fonctionnent", a déclaré Hansen. "Tant que vous leur donnez à manger du caca, ils produisent du méthane."

Le processus capte le méthane produit par la digestion, le brûle pour produire de l'énergie et émet du dioxyde de carbone. Si les déchets se retrouvent dans une décharge ou dans la lagune de merde d'une ferme, une plus grande partie de ce méthane – un gaz 25 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour piéger la chaleur – finirait probablement dans l'atmosphère, accélérant encore le changement climatique.

Le processus utilise également les infrastructures existantes – des conduites de gaz naturel dans les maisons qui alimentent des fournaises, des chauffe-eau et des cuisinières – pour remplacer un combustible fossile largement utilisé par quelque chose de plus renouvelable qui ne nécessite pas de forage. Même s’il ne s’agit pas d’une solution à zéro émission comme l’énergie solaire ou éolienne, a-t-il déclaré, cela peut être une bonne option pour compléter ces sources d’énergie la nuit ou pendant une journée calme.

Tant que les Américains tireront la chasse d’eau et achèteront du fromage et des glaces, la source d’énergie continuera à se reconstituer.

"C'est renouvelable mais pas nécessairement vert", a déclaré Aanderud. « En même temps, nous sommes confrontés à un énorme problème de gaspillage dans notre société. »

Les travaux de Hansen et Aanderude ont déjà trouvé leur place dans des applications concrètes dans des fermes laitières du Wisconsin et de l'Indiana.

Larry Buckle, de Trinity Renewables en Californie, a conçu le projet pilote du Wisconsin en utilisant ce nouveau processus bactérien. Il a déclaré que cela réduisait le temps de digestion de 20 jours à trois jours tout en augmentant la production d'énergie de 50 %. Et la plus petite quantité de déchets solides qui reste a été pasteurisée par les températures élevées dans lesquelles les bactéries travaillent, il est donc plus facile de trouver un endroit pour les éliminer.

Il construit actuellement une version plus grande de l'installation pilote dans la même ferme, qui traitera 150 000 gallons de fumier par jour. Il ne s'attend pas à ce que ce soit le dernier projet de ce type conçu par son équipe.