DS0102 - Innovation technologique pour analyser, remédier ou réduire les risques environnementaux

Durabilité des productions microalgales par recyclage du phosphore et de l'azote des eaux résiduaires : vers la station d'épuration du futur – Phycover

Résumé de soumission

L’objectif global du projet PHYCOVER est de poser les bases scientifiques, techniques et industrielles d’une évolution de la filière épuration des effluents issus des activités anthropiques et des effluents urbains en particulier. Le projet a pour objectif d’identifier un procédé modulaire intégré de traitements des effluents d’origine urbaine pour la production de biogaz tout en identifiant les possibilités de valorisation optimale de la matière résiduelle, le digestat. Le procédé combinera trois modules. Tout d’abord une lagune algale à haut rendement à vocation épuratoire des eaux usées urbaines. Puis, un fermenteur anaérobie capable de co-digérer la biomasse produite (et d’autres gisements mobilisables) de manière à réduire significativement les contaminants biologiques et chimiques tout en produisant un vecteur énergétique d’intérêt. Enfin, un dernier module vise à valoriser le digestat vers les filières agricoles (engrais organique et minéral) et des cultures de microalgues à destination de l’aquaculture et de la chimie verte. La plupart des études récentes mettent en effet en avant la nécessité de combiner une production de microalgues au traitement d’effluents liquides et gazeux pour faire chuter les coûts et limiter les apports exogènes en azote, phosphore et CO2. Néanmoins, il n’existe actuellement aucune solution technologique optimisée pour combiner épuration de l’eau et production de microalgues, tout en respectant les normes de rejet. En outre, il est important de maitriser le devenir des pathogènes présents dans des eaux résiduaires urbaines afin que les rejets ou les voies de valorisation de la matière satisfassent aux contraintes réglementaires associées. Enfin, les émissions biotiques et abiotiques potentielles vers l’atmosphère associées au déploiement des cultures de masses doivent être mesurées pour évaluer leurs impacts par des approches de type « Analyse de Cycle de Vie ». Ceci étant, afin d’évaluer l’efficacité épuratoire et énergétique d’un tel système et d’en identifier un design optimal, il est nécessaire de lever un certain nombre de verrous scientifiques et technologiques. Ainsi, la sélection de communautés algales démontrant une forte capacité épuratoire aux effluents et une résilience de leur productivité vis-à-vis des fluctuations de l’environnement sera réalisée dans la Tâche 1 et étudié en système ouvert, représentatif des possibilités industrielles de l’épuration d’effluents et de la méthanisation. L’étude spécifique des émissions biotiques et abiotiques vers l’atmosphère ainsi que l’évaluation des performances sanitaires du procédé intégré sera l’objet des travaux conduits en Tâche 2. La gestion de la matière organique et des gisements mobilisables vers la digestion anaérobie sera abordée dans la Tâche 3. Les modes de gestion et les opportunités de valorisation du digestat, engrais minéral, et des microalgues pour la chimie verte seront étudiés en Tâche 4. L’évaluation et la prédiction des performances globales en termes environnementaux et énergétiques, et des flux associés seront effectuées dans la Tâche 5, et conduiront au design d’un procédé composite optimal. Enfin, une évaluation technico-économique et environnementale de la filière dans son ensemble est proposée dans la Tâche 6. A terme, le projet PHYCOVER proposera tous les éléments scientifiques, techniques et économiques pour la mise en place d’une filière innovante et optimisée de traitement des eaux résiduaires urbaines.

Coordinateur du projet

Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Naskeo Environnement
SAUR
Laboratoire de Biotechnologie de l'Environnement
Laboratoire Écologie des systèmes marins côtiers. UMR 5119, Université Montpellier 2.
Laboratoire de Physiologie et de Biologie des Algues
Institut National de Recherche en Informatique et Automatique

Aide de l'ANR 774 340 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2014 - 36 Mois

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