2004 : Année de la
Chine en France
L’INRA collabore
avec la Chine pour les technologies de dépollution des
eaux
Voilà une dizaine
d'années que l'INRA1 entretient une collaboration avec des
universitaires et des industriels chinois sur les technologies de
traitement de l'eau et des déchets. La station de recherche de l’INRA de
Narbonne est en effet très sollicitée par des partenaires Chinois
(principalement les zones urbaines très industrialisées telles Canton,
Shenzen, Shanghaï et Pékin) dans les domaines de la gestion des déchets
liés à la restauration collective (compostage, collecte des huiles
ménagères, production de biogaz, biodiesel) du traitement des eaux usées
industrielles et du traitement des eaux urbaines. Les partenaires
chinois s’intéressent à un procédé de dépollution particulièrement
simple et bon marché mis au point par les chercheurs de Narbonne, le
procédé SBR.
Un procédé de
dépollution simple et peu coûteux
Le procédé SBR («
Séquencing batch reactor » ou « réacteur biologique séquentiel ») est un
procédé biologique de dépollution qui fonctionne sur le principe des «
boues activées ». Ce sont des microorganismes qui dégradent les
molécules organiques solubles (carbonées, azotées, phosphorées)
constituant la charge polluante des effluents. Le caractère polluant de
ces molécules provient, non pas de leur toxicité, mais du fait que leur
dégradation consomme de l’oxygène. Leur déversement massif dans
l’environnement, notamment les eaux continentales, provoquerait à terme
une asphyxie préjudiciable à la vie.
Les systèmes de boues activées
classiques sont constitués d’un bassin d’aération et d’un décanteur.
L’originalité du système SBR est d’utiliser une cuve unique dans
laquelle ces deux étapes sont réalisées successivement :
- pendant la
phase d’aération, de l’air est insufflé dans les cuves, permettant aux
microorganismes de dégrader la charge polluante de l’effluent
- suit
la phase de décantation, durant laquelle les microorganismes migrent en
fond de cuve. L’effluent épuré peut être évacué ainsi que les
microorganismes en excès, ceux-ci se multipliant de façon continue. Un
nouveau cycle de dépollution peut alors recommencer.
Le principe de
la cuve unique contribue au bas prix de revient du procédé et à la
simplicité de gestion de l’installation.
Les microorganismes
fonctionnent selon deux grandes voies : en aérobiose (présence d’air) et
en anaérobiose (absence d’air).
L’utilisation de microorganismes en
aérobiose est nécessaire pour la dépollution azotée c’est-à-dire la
dégradation des molécules azotées en azote gazeux qui peut être rejeté
dans l’atmosphère.
Les chercheurs ont récemment mis au point le
procédé SBR en anaérobiose pour les effluents pauvres en azote. Dans
cette voie, les molécules organiques sont dégradées en méthane et gaz
carbonique. Ce système « anaérobie » présente plusieurs avantages sur le
système « aérobie » :
- il permet de traiter 5 à 10 fois plus de
matière organique, en produisant 5 à 10 fois moins de masse bactérienne
(boues).
- il ne nécessite pas de consommation d’énergie, au
contraire de la voie aérobie qui utilise des aérateurs électriques
-
le méthane produit peut être utilisé pour la combustion et la production
d’énergie (production de vapeur), soit comme carburant pour alimenter
des moteurs.
Cette production et utilisation de biogaz peut permettre
une importante économie d’énergie par l’usine, de l’ordre de 10 à 40 %
de la totalité de ses besoins.
Le système est étudié actuellement à
l’échelle préindustrielle, en collaboration avec l’ADEME, dans un
réacteur de 2m3, avec une optique de réduction maximale des coûts et de
simplicité d’utilisation.
Une collaboration
franco-chinoise
Les autorités chinoises s’emploient depuis
les années 90 à mettre en œuvre une politique de protection de
l’environnement. Leur Xème Plan quinquennal (2001-2006) met en exergue
l’amélioration de la qualité de l’eau et la gestion des déchets.
Dans
ce contexte, les différentes déclinaisons du procédé SBR ont attiré
l’attention de plusieurs partenaires chinois.
L’Université de Xian dans la province du
Shaanxi s’intéresse à la dénitrification par le système SBR en
aérobiose, tandis que l’Université de Tongji à Shanghaï étudie la
méthanisation des ordures ménagères et que la société de Dongjiang à
Shenzen se focalise sur la technologie anaérobie. En 2002, cette société
a signé un MOU (« memorandum of understanding ») pour la mise en
place d’un laboratoire industriel de recherche sur le SBR à Shenzen,
couvrant tout un secteur Sud du pays.
Deux professeurs d’université
chinois sont actuellement en post-doctorat sur le site INRA de
Quartouze, à Narbonne.
Le laboratoire de Narbonne est également
impliqué dans un programme franco-chinois de recherche en réseau (P2R)
prévu sur une durée de 4 ans (2004-2007).
Ce programme, qui associe
plusieurs organismes de recherche français (CNRS, INSA Lyon, INRA) et
plusieurs universités chinoises (Tongji, Jia-Tong et Hohai), porte sur
la problématique de la gestion et de la protection de la ressource en
eau pour son utilisation durable. Les thèmes de recherche concernent sur
la gestion et la protection des ressources en eau, la mise au point de
capteurs pour le contrôle de la qualité de l’eau et les procédés
innovants de traitement des eaux.
1 Unité de recherche « biotechnologie de
l'environnement », centre INRA de Montpellier, Narbonne (site de
Quartouze), départements Environnement et agronomie, et Microbiologie et
chaîne alimentaire.
Contact scientifique INRA :
René
Moletta, tél. : 04 68 42 51 52 / secrétariat : 51 96 / moletta@ensam.inra.fr
