On estime en Suisse que les stations d’épuration ont besoin d’environ 0,35 kWh pour traiter un mètre cube d’eaux usées, dont près de la moitié pour le brassage et l’aération des bassins d’épuration biologique. Cette consommation électrique va encore augmenter suite à la décision prise au niveau fédéral d’ajouter une étape de traitement dans une centaine de STEP pour éliminer plus efficacement les micropolluants.
Depuis quelques années, on s’efforce par divers moyens de réduire ce coût énergétique en partant du principe qu’une STEP peut aussi par exemple récupérer la chaleur des eaux usées pour alimenter un réseau de chauffage à distance ou/et produire de l’électricité grâce au biogaz issu de la digestion des boues d’épuration. Il est également possible d’installer des turbines hydroélectriques dans les réseaux d’eaux usées en amont des stations de traitement ou en aval dans les systèmes d’évacuation des eaux épurées vers un milieu naturel. Autrement dit les STEP offrent des potentiels à la fois d’économie d’énergie (pouvant aller jusqu’à 50 %) et de production d’énergie renouvelable.
L’application moderne
d’une découverte vieille d’un siècle
Le procédé mis au point à Sion par l’équipe de recherche emmenée par le professeur Fabian Fischer de la Haute Ecole d’Ingénierie de la HES-SO Valais-Wallis vise les mêmes objectifs, à savoir : diminuer la consommation électrique de la STEP, produire de l’électricité et purifier l’eau. Il s’agit ici d’une pile à combustible microbienne, dont le fonctionnement ressemble à celui d’une pile normale avec un pôle positif et un pôle négatif. Concrètement, des microbes avalent des matières organiques contenues dans les eaux usées et pendant leur digestion produisent un courant électrique récupérable dans des piles au lithium. [1] Ce type de production d’énergie verte a été découvert au début du 20e siècle, mais ce n’est que beaucoup plus tard, il y a une vingtaine d’années, que l’on a commencé à réfléchir à ses potentielles applications pratiques à plus ou moins grande échelle.
Le système-pilote installé à la STEP de Châteauneuf à Sion sur un contenant de 1000 litres d’eaux usées est opérationnel depuis fin 2018 [2]. Long de 14 mètres, il comprend 64 piles reliées en parallèle et en série et constitue, à ce jour, selon ses concepteurs, "la pile à combustible microbienne la plus longue du monde". Celle-ci non seulement produit suffisamment d’électricité pour alimenter plusieurs piles de lithium mais en même temps elle épure aussi l’eau de tous ses éléments organiques.
"La recherche n’en est qu’à ses débuts, explique le professeur Fabian Fischer. En améliorant le processus et en agrandissant l’installation, la STEP de Châteauneuf pourrait économiser plus de 600’000 francs par an en énergie et couvrir les besoins de 250 foyers." Il est prévu que ce projet-pilote dure encore deux années, ce qui devrait permettre de perfectionner le prototype expérimental actuel et de tenter de l’appliquer à la totalité des eaux usées d’une station d’épuration. Du côté de la Haute Ecole d’Ingénierie de la HES-SO Valais-Wallis, on n’exclut pas en tout cas l’hypothèse qu’un jour les STEP d’ici et d’ailleurs pourraient produire davantage d’électricité qu’elles n’en consomment. (bw)
