WalBioPower

Valorisation énergétique des déchets alimentaire et de l’urée contenue dans l’urine humaine et les effluents d’élevage en Wallonie.

Dans le contexte actuel du changement climatique, il devient évident que des actions sont requises pour réduire les impacts sur l’environnement. D’ici 2050, l’Europe aspire à la neutralité carbone via des stratégies de développement durable. Cela passe évidemment par le développement de source d’énergie propre au détriment des énergies fossiles, mais également par un renforcement de l’économie circulaire. C’est en ce sens que le projet WalBioPower prend place en valorisant deux types déchets organiques : les déchets alimentaires issus par exemple des cantines scolaires ou restaurants d’entreprises ainsi que l’urée par le biais de l’urine humaine et des effluents d’élevage. Ces déchets ont été sélectionnés en raison de leur abondance, potentiel énergétique et les progrès que cela pourrait apporter comparativement à leur voie de traitement actuel. Le projet a démarré en 2021 et devrait durer jusque 2026.

D’une part, les déchets alimentaires seront utilisés afin d’alimenter un micro-digesteur anaérobie dans le but de produire du biométhane. Cette production sera réalisée de manière décentralisée afin de traiter localement cette source de déchets. La digestion anaérobie s’effectuera à température ambiante. Par ailleurs, le digestat ne sera pas valorisé sous forme d’amendement pour les terres agricole, mais sera directement utilisé sur place comme substrat pour la culture de bactéries. De plus, le biogaz constituera directement la source de dioxyde de carbone de la population bactérienne, améliorant ainsi les rendements en biométhane. Cette approche de gestion des déchets alimentaires renforce ainsi un peu plus la circularité du projet.

D’autre part, l’urine, aussi bien d’origine humaine qu’animale pèse lourdement sur le secteur de l’épuration. De surcroît, l’azote contenue dans l’urine sous forme d’urée entraîne une pollution importante des nappes phréatiques. C’est pourquoi l’EU impose par le biais de la directive NEC une réduction 13% des rejets d’ammoniac d’ici 2030 pour la Belgique. Toutefois, l’urée possède un important potentiel énergétique et ce particulièrement au niveau de la production d’hydrogène. WalBioPower envisage donc le développement de deux voies de valorisation de l’urée. Tout d’abord, en l’employant en tant que catalyseur lors de production d’hydrogène. Ensuite, en visant la production contrôlée d’ammoniac pour la formation d’hydrogène par plasma reformage.

Pour mener à bien le projet WalBioPower, les expertises suivantes ont été combinées :

• le laboratoire de génie des procédés chimiques et biochimiques (LGPCB - UMONS) dans le domaine de la biométhanisation
• le laboratoire de protéomique et microbiologie (ProtMic - UMONS) quant à la culture de microorganismes photosynthétiques
• le département Biotech (MaNo) dans le domaine des systèmes bioélectrochimiques (fiche WalBioPower – MaNo)
• le département SDM (MaNo) dans le domaine de la fonctionnalisation des électrodes et l’électrolyse (fiche WalBioPower – MaNo)
• le groupe d’étude des systèmes, estimation, contrôle et optimalisation (SECO - UMONS) dans le domaine du contrôle des bioprocédés
• le groupe PEPS, Unité de recherche Chemical Engineering, (ULiège) dans le domaine de l’analyse de cycle de vie de procédés biologiques.

Le projet est financé par le fond FEDER.