• • 

  • Manx

  • 23 articles
  • site
  • Je m'appelle Maxime, mais mes amis m'appellent Manx, à cause de l'Île de Man (que je ne connais pas)... Allez savoir pourquoi. J'étudie en génie des bioressources à l'université McGill et j'aime bien parler d'enjeux environnementaux, d'agriculture ou d'autres sujets. Je mords si on me mord, sinon j'arrive à être gentil.
  Articles ENVIRONNEMENT SCIENCE TECHNOLOGIE

  Matière première recherchée

  23 juillet 2009 | 0 commentaire(s) | vu 1 803 fois

  

  Photo : Flickr cliff1066

  On retrouve de plus en plus de nouveaux matériaux dans tous les domaines, en ce moment. On utilise maintenant le carbone comme matériau de construction de luxe (la fibre de carbone est employée notamment dans l’industrie des automobiles haut-de-gamme et pour fabriquer des bâtons de hockey), la recherche biomédicale crée de nouvelles avenues de matériaux, on cherche à valoriser nos déchets afin de ne plus les rendre aussi « indésirables », etc. De nombreuses avenues sont disponibles pour des matériaux qu’il y a à peine 5 ans, on aurait vu comme des rebus et qui auraient été envoyés au site d’enfouissement sans aucune pitié.

  J’aimerais dire que les choses sont en train de changer, mais ce n’est le cas que pour certains produits particuliers. On retrouve maintenant de plus en plus d’utilisations qui sont devenues commercialisables et ont quitté les laboratoires de recherche pour atteindre le consommateur, mais surtout de façon indirecte (sans que vous ne vous en rendiez compte). Voilà donc un petit résumé de nouvelles matières premières qui sont maintenant utilisées pour créer des produits que l’on peut consommer, comme de l’énergie.

  Les résidus de scierie

  Les résidus de scierie sont souvent dans une forme difficile à collecter et entreposer. Les copeaux de bois, trop petits, ont par contre une valeur calorifique relativement élevée et une faible concentration en eau, indiquant qu’ils peuvent générer beaucoup d’énergie s’ils sont brûlés. Cela les rend très utiles comme matière première pour faire des granulés de bois. Les granulés sont en fait de la biomasse densifiée pouvant être utilisée dans les poêles comme combustible. L’utilisation de granules a des avantages nombreux, notamment d’avoir un contenu en cendres plus faible que les autres foyers au bois.

  Les défis dans ce domaine concernent actuellement l’entreposage et la transmission de cette technologie aux consommateurs. Le Québec produit 1.5 millions de tonnes par année de granules de bois. Uniquement 25% de ces granules sont consommées au Québec, du à une faible demande. Le reste de la production quitte le Canada pour se rendre en Europe, où un marché s’est développé pour ce combustible. Étonnament, les Norvégiens et Danois, qui ont un climat similaire au nôtre, sont ceux qui achètent nos granulés.

  L’entreposage, de son côté, pose problème dans les plus grandes installations. Il faut maintenir des conditions particulières pour conserver des granules longtemps, car il est possible que la granule fermente ou qu’elle absorbe l’humidité. Les granulés sont donc souvent vendus en paquets pré-emballés afin de prévenir ces effets néfastes.

  La bagasse

  Après avoir extrait les jus de la canne à sucre (ou de l’agave bleue – plante servant à faire la tequila), la partie fibreuse qui n’est pas utilisée pour l’extraction du sucre ou la fermentation d’éthanol est appelée la bagasse. En fait, c’est un des résidus agricoles les plus répandus en Amérique du Sud, et je ne vous cacherai pas que c’est une matière première qui est employée depuis un bon bout de temps.

  La bagasse peut notamment servir à fournir de l’énergie qui sera convertie en électricité ou en chaleur. On estime qu’il est possible de produire jusqu’à 140 kWh par tonne de canne à sucre (ayant un contenu de bagasse de 30%), pour une production électrique allant donc à 1.68 GJ/t de bagasse. La production d’électricité n’est pas un moyen très efficace d’utilisation de la bagasse; une tonne de bagasse possède un potentiel énergétique d’environ 10 GJ/t. On n’y échappe pas; toute recherche relatant la combustion de biomasse doit donner les propriétés du bagasse, vu son potentiel d’utilisation dans l’hémisphère Sud. L’Inde et le Brésil ont tous deux des usines brûlant la bagasse pour produire de la chaleur et de l’électricité par des systèmes de cogénération.

  Ce matériau est aussi l’un des seuls produits qui remplacent, sur une échelle appréciable, l’utilisation du bois dans les pâtes et papiers. La paille et la bagasse sont les deux produits les plus répandus comme remplacements du bois. Mais vous le devinerez; la bagasse n’est pas un produit qui connaît un grand marché au Québec.

  Vos poubelles

  Si vous saviez combien d’entreprises ont fait des gens riches et heureux, uniquement en jouant dans les poubelles des autres! C’en est horrible… et à la fois, c’est aussi très effrayant.

  Les sites d’enfouissement sont des territoires contaminés par de nombreuses choses assez horribles; ils sont aussi riches en nutriments. Et qui dit richesse en nutriments dit aussi « activités biologiques ». En absence d’oxygène, les bactéries qui digèrent ces nutriments relâchent du biogaz, composé en grande partie de méthane. Il y a une dizaine d’années, la majorité des sites d’enfouissement se contentaient de capter le méthane et de s’assurer qu’il ne cause pas de mal à la santé des gens. Maintenant, on utilise le biogaz comme on utiliserait du gaz naturel, et l’on produit de l’électricité avec celui-ci.

  Mais ce n’est pas tout! Plusieurs chercheurs évaluent, depuis les années ’50, la possibilité de lancer des projets de « Landfill mining » (exploitation des décharges). Les nutriments contenus dans les déchets peuvent effectivement remplacer les fertilisants à base de combustibles fossiles, si les déchets eux-mêmes sont bien traités. Les sites d’enfouissement contiennent aussi de nombreux métaux rares et des éléments qui ont une valeur élevée, comme l’or (contenu dans quelques objets que vous utilisez) ou les métaux ferreux (faciles à extraire, vu leurs propriétés magnétiques). L’exploitation des décharges a été employée à quelques rares endroits, dont Tel Aviv. Un autre exemple proche de cette idée vient de la ville d’Edmonton, qui transforme 60% de ses déchets en compost après en avoir séparé les plastiques, RDD et métaux. Cela permet de transformer les déchets en nutriments pour les sols, et ce en tuant les parasites et les pathogènes pouvant se trouver dans les déchets. Cela leur a aussi permis de réduire la quantité de déchets à enfouir. Ce prodige a été accompli sans avoir recours à la collecte sélective du compost et a développé une expertise importante dans la ville en gestion des résidus solides très respectable.

  En soit, l’exploitation des décharges descend des bidonvilles, où les gens cherchent à gagner des sous en trouvant des objets de valeur dans les déchets. Elle utilise cependant des mécanismes plus élaborés. Mais le principe est le même: on fouille les déchets pour y trouver des objets de valeur et les revendre.

  Les eaux usées

  Une autre grande source de nutriments, les eaux usées peuvent évidemment servir de matière première à plusieurs applications, notamment dans le domaine de l’énergie.

  Les applications de la biologie et de l’eau sont nombreuses. Grâce aux bioréacteurs à membrane, une technologie maintenant implantée dans plusieurs centrales municipales de traitement des eaux, les bactéries arrivent à retirer le phosphore et l’azote de l’eau. Grâce à l’ajout de ces bioréacteurs, le village Olympique de Pékin a pu doubler la capacité de son centre de traitement des eaux et à faire circuler à nouveau 50% de ses eaux usées dans l’aqueduc municipal. Siemmens, une entreprise spécialisée en énergie et en mécanique, est l’entreprise qui a installé ces bioréacteurs à membrane.

  Comme avec les sites d’enfouissement, les eaux usées peuvent aussi servir à la digestion anaérobique et à générer du biogaz. Les eaux usées des usines de pâtes et papiers, riches en nutriments, peuvent donc générer du biogaz et diminuer leur dépendance au gaz naturel lors de leurs opérations. Tembec Inc. vend 8,1 MW d’électricité à Hydro-Québec, en partie grâce à la production de biogaz à partir de leurs eaux usées. L’avantage de la digestion anaérobique est qu’elle permet aussi de partiellement traiter les eaux avant de les rejeter dans les rivières. Le traitement des eaux est une plaie pour plusieurs usines de pâtes et papiers, qui ont de la difficulté à atteindre les niveaux exigés par le gouvernement afin de limiter la pollution dans les cours d’eau.

  Il est aussi possible d’utiliser les eaux usées ou partiellement traitées pour répondre à des besoins en eaux qui ne sont pas liés à la consommation humaine directe. Plusieurs pays d’Amérique du Sud ou d’Afrique utilisent les eaux usées municipales en aquaculture ou pour irriguer des plantations. Cela comporte plusieurs défauts, dont la propagation de pathogènes. Des étapes de traitement partiel sont donc nécessaires pour s’assurer de ne pas propager des épidémies.

  Mais une autre particularité de l’eau est qu’elle abrite ses propres microorganismes: les algues. L’utilisation des eaux usées enrichies de nutriments sont des avenues prometteuses pour produire de l’hydrogène ou du biodiésel à partir de microalgues. Mais rien ne bat encore, au niveau de la science-fiction, l’utilisation de microbes pour produire de l’électricité à partir de l’eau. En digérant des nutriments, les bactéries peuvent créer des réactions d’oxydoréduction dans l’eau (création de cations H+ et d’anions OH-). L’électricité est un mouvement d’électrons. Donc, l’oxydoréduction étant un échange d’électrons, il est possible de faire passer les anions et cations par une membrane filtrante et de créer un « potentiel », ce qui générera directement de l’électricité.

  Le glucose, la cellulose et d’autres sucres ont été employés comme sources de nutriments pour certaines populations de microbes. L’acétate est le produit le plus utilisé, mais la technologie est encore à un stade où ces cellules électriques ne sont employées qu’en laboratoire. Pour l’instant, on arrive à obtenir des rendements de 115 W / mètre cube d’eau, ce qui est encore très faible.

  Alors voilà quelques matières premières auxquelles on ne pensait pas il y a quelques années et qui fournissent maintenant une partie de nos besoins en énergie ou en matériaux, ou qui pourraient le faire bientôt. Dans plusieurs de ces cas, plusieurs personnes affirment que ces produits sont des polluants, comme les déchets. La vérité est que la pollution est toujours un facteur relatif et qu’il est vrai que ces produits, souvent vus comme « déchets », sont des polluants en grande quantité. Par contre, il est possible d’utiliser les eaux usées ou les déchets, pour ne nommer qu’eux, afin d’en extraire des nutriments que l’on extrait traditionnellement du pétrole ou du gaz naturel. Certains gens voient de la pollution, mais en regardant au-delà de cela, on peut aussi leur trouver des utilités qui font que l’on pourrait faire assez d’argent pour apprendre à mieux traiter nos vrais déchets.

  • Partager :
  • e-mail
  • Imprimer
  • Facebook
  • Digg
  • Reddit
  • StumbleUpon

  Mots-clés : bagasse biodiesel eaux usées électricité énergie ENVIRONNEMENT SCIENCE site d'enfouissement

  vu 1 803 fois   Voter
• Laisser un commentaire

  Vous devez être connecté pour publier un commentaire.

Accueil

Articles

Chroniques

Billets

Vidéos

Rédacteurs

Palmarès

Blogue

Tutoriels

Contactez-nous

Tous droits réservés, Cent Papiers 2006-2011 | Roule sous Wordpress