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Les professeurs Rajeshwar Dayal Tyagi et Patrick Drogui, chercheurs à l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), ont développé une nouvelle approche de production du biodiésel qui utilise des microbes avec des boues d’épuration et un sous-produit du biocarburant.
Rajeshwar Dayal Tyagi, professeur en bioconversion des résidus à l’Institut national de la recherche scientifique
Le biodiésel offre plusieurs avantages pour l’environnement, mais l’utilisation d’huile végétale ou animale soulève le dilemme « nourriture contre carburant », l’utilisation des terres agricoles à des fins de biocarburants au détriment de la production alimentaire. Des usines se sont tournées vers le biodiésel microbien pour lequel des microorganismes produisent l’huile nécessaire à partir de glucose. Ce processus conventionnel est assez dispendieux avec 6,78 $ par litre ($/L) de biodiésel produit.
Les professeurs Tyagi et Drogui ont réussi à réduire le coût de production à 0,72 $/L en développant un procédé novateur. Leurs travaux sur l’évaluation des coûts, de l’énergie et des émissions de gaz à effet de serre (GES) ont fait l’objet d’une publication au mois de février dans la revue Bioresource Technology.
Le procédé utilise des boues d’épuration et du glycérol, un sous-produit du biodiésel. La transformation des boues permet de réduire les émissions de GES. « On évite de jeter les boues dans les sites d’enfouissement où elles dégagent du méthane. Lorsqu’elles sont réutilisées pour produire du biodiésel, le carbone est majoritairement transformé sous forme de lipides par les microorganismes », souligne le professeur Tyagi. Le processus permet aussi de réutiliser le glycérol sans avoir à le purifier.
De microbes à biocarburant
Dans la première étape de fermentation, les microorganismes se nourrissent de glycérol et de boues d’épuration. Ils accumulent ainsi de l’huile dans leur corps sous forme de lipides. Pour séparer les cellules du mélange et en extraire les lipides, les deux chercheurs de l’INRS utilisent un bioflocculant, des polymères écologiques sécrétés par des organismes. Ils s’affranchissent ainsi des centrifugeuses et des produits chimiques.
Afin de récupérer les lipides extraits des cellules, les professeurs Tyagi et Drogui ont remplacé les produits toxiques par du pétrole. « En mettant de l’essence dans ma voiture, je me suis demandé pourquoi on ne prendrait pas du pétrole pour séparer les lipides. Nous l’avons essayé en laboratoire et ça marchait très bien. Le mélange de pétrole et de lipides flottait sur le reste du mélange », raconte le professeur Tyagi. Le pétrole ajouté pour la séparation servira aussi dans le biocarburant final. « Le biodiésel n’est pas entièrement composé d’huile. Pour le type B10, 10 % du carburant est biologique, le reste est du pétrole », précise-t-il.
Le procédé génère du biodiésel et du glycérol qui pourra à son tour être utilisé pour produire du carburant. Par contre, les usines n’utilisent pas nécessairement les mêmes processus de production alors le glycérol peut varier et son efficacité aussi. Dans ce sens, les deux professeurs cherchent à déterminer comment combiner ces différents sous-produits pour rentabiliser le processus.
Le projet a été développé par deux post-doctorants, quatre étudiants au doctorat et un à la maîtrise. Le doctorant Lalit R Kumar poursuit son doctorat sur le projet, qui s’est vu décerner le ‘Project Innovation Award, University Research’ de l’International Water Association à Tokyo en 2018.
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