Les eaux grises… productrices d’électricité !

Un projet sur lequel travaille le professeur Oumarou Savadogo de l’École Polytechnique de Montréal pourrait permettre dans un avenir proche d’utiliser l’eau grise afin de tirer directement de l’énergie électrique ou de l’hydrogène comme vecteurs énergétiques. L’hydrogène peut ensuite être utilisé pour alimenter une pile à combustible pour le véhicule électrique.

Oumarou Savadogo, photo École Polytechnique de Montréal

Dans les deux cas, l’objectif ultime de ces processus est la valorisation énergétique des eaux grises et la purification des déchets organiques afin de les rendre aptes à être réutilisées sans traitement chimique comme eau de chasse ou d’arrosage.

Ainsi cette approche permet d’enlever les matières organiques dans les eaux grises tout en produisant de l’électricité ou de l’hydrogène. La technique consiste à entretenir une colonie de bactéries dans des conditions contrôlées pour qu’elles puissent oxyder ou détruire les composés organiques pour fournir des électrons et des ions hydrogène de même que des sous produits non nocifs. Les bactéries transfèrent ces électrons à une anode et ils passent ensuite dans un circuit électrique (énergie électrique) pour  arriver à la cathode. Les ions hydrogène traversent l’électrolyte et arrivent aussi à la surface de la cathode, ce qui permet la production de l’hydrogène à cette électrode (figure ci-dessous).

Fonctionnement de la pile microbienne. Source : O. Savadogo

Les bactéries et les eaux grises agissent ainsi comme les  matières premières de la pile. La recherche en cours consiste à déterminer les conditions idéales pour augmenter la production énergétique de ces petites ouvrières : température, concentration, variétés bactériennes, catalyseur, etc. Ce projet pourrait à terme avoir des retombées intéressantes, et un réacteur bactérien pourrait un jour se retrouver sous nos cuisines et nos salles de bain.

• Vecteur énergétique : Une méthode permettant de transporter de l’énergie d’un endroit à un autre. L’électricité est un vecteur énergétique.
• Pile à combustible : Une pile où la fabrication de l’électricité se fait grâce à l’oxydation sur une électrode d’un combustible réducteur (par exemple l’hydrogène) couplée à la réduction sur l’autre électrode d’un oxydant, tel que l’oxygène de l’air.
• Ion : Atome ou groupe d’atomes portant une charge électrique.
• Anode : L’électrode où a lieu une réaction électrochimique d’oxydation (émission d’électrons).
• Cathode : L’électrode où se produit une réaction électrochimique de réduction (absorption d’électrons).
• Électrolyte : Une substance solide ou liquide conductrice grâce à des ions mobiles.
• Électrode : Une électrode est un conducteur relié à une demi-pile, siège d’une réaction de réduction ou d’oxydation.
• Oxydation : Une oxydation est une perte d’électrons et correspond à une augmentation du « nombre d’oxydation », qui symbolise la valeur de la charge portée. Ce don d’électron ne se produit que s’il existe un corps susceptible de les accepter. Le phénomène inverse est la « réduction ».
• Réduction : Une réduction est un gain d’électrons et correspond à une diminution du « nombre d’oxydation », qui symbolise la valeur de la charge portée. Ce gain d’électron ne se produit que s’il existe un donneur. Le phénomène inverse est « l’oxydation ».

Sources

• Alex Wilson. Alternative Water Sources : Supply-Side Solutions for Green Buildings. Environmental Building News.
• S.A. Fane, N.J. Ashbolt et S.B. White. Decentralised urban water reuse : The implication of system scale for cost & pathogen risk. Water Science and Technology, vol 46, no. 6-7