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Vers des stations d'épuration à "énergie positive"

Le projet de recherche Powerstep, lancé en juillet pour une durée de trois ans, testera différentes solutions pour rendre les stations d'épuration (step) productrices d'énergie. Au niveau européen, le potentiel est de 87.500 GWh/an.

Eau  |    |  Dorothée LapercheActu-Environnement.com
Vers des stations d'épuration à "énergie positive"
Environnement & Technique N°355 Cet article a été publié dans Environnement & Technique n°355
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"Aujourd'hui une station d'épuration traitant les eaux usées de 100.000 habitants présentera une consommation énergétique équivalente à 400 habitants, situe Boris Lesjean, directeur de l'innovation pour le groupe Veolia en Allemagne. Demain, en installant les technologies testées dans le projet Powerstep, nous pourrons alimenter 1.400 habitants en électricité".

Lancé en juillet, ce dernier prévoit de tester en conditions réelles différentes solutions pour rendre les stations d'épuration (step) productrices d'énergie. Pour cela, il compte sur l'exploitation du potentiel énergétique de la biomasse contenue dans les eaux usées : ce dernier représenterait au niveau européen environ 87.500 GWh/an. Coordonnée par le Centre de compétence des eaux de Berlin (Allemagne), le projet rassemble un consortium européen de 15 partenaires venant de la recherche, de l'industrie ou du secteur public.

Aujourd'hui, les stations d'épurations consommeraient environ 1% de la demande d'électricité de l'Union européenne. L'idée d'exploiter la biomasse des step n'est pas nouvelle. Comme au niveau local, l'énergie consommée par les services d'eaux et d'assainissement constitue souvent le premier poste de  consommation électrique pour les collectivités territoriales, différentes initiatives ont déjà été lancées pour réduire la facture.

Six cas d'études européens

"La nouveauté de ce projet est que pour la première fois nous passons à la phase de démonstration, explique Boris Lesjean. Nous nous sommes basés pour cela sur des projets nationaux qui existaient déjà et des infrastructures existantes". Six cas d'études répartis en Allemagne (deux sites), en Suède, en Autriche, en Suisse et au Danemark s'intéresseront ainsi au développement et à la démonstration de l'efficacité de ces technologies durant les deux premières années.

 
Un financement européen D'un montant de 5.173.855 euros, le projet bénéficie d'un financement européen de 3.997.126 euros dans le cadre du programme Horizon 2020 (successeur du 7ème programme-cadre de recherche et développement technologique). Ce dernier regroupe les financements de l'Union européenne en matière de recherche et d'innovation et s'articule autour de trois grandes priorités : l'excellence scientifique, la primauté industrielle et les défis sociétaux.
 

"Le cœur du projet est d'extraire un maximum de carbone des eaux usées que nous pourrons ensuite transformer en biogaz par le biais de digesteur", précise Boris Lesjean. Les technologies expérimentées seront notamment des extractions de la matière organique (carbone) par microtamis, des procédés d'élimination de l'azote moins consommateurs d'énergie, des technologies pour augmenter la teneur en méthane dans les digesteurs, mais également pour transformer la chaleur résiduelle produite par la cogénération en électricité. La dernière phase de Powerstep intégrera l'ensemble des performances des différents procédés testés dans un modèle virtuel.

Les step, productrices d'une énergie renouvelable ?

"Les step les plus performantes récupèrent aujourd'hui sous forme d'électricité seulement 10% du potentiel énergique présent dans les eaux usées. Nous passerions avec l'ensemble des  nouvelles technologies à 20%", souligne Boris Lesjean. Verrous technologiques liés à chaque technologie, intégration des nouveaux procédés aux technologies existantes, différentes difficultés seront toutefois à contourner avant d'atteindre ce résultat.

"Le dernier verrou est légal et financier : nous souhaiterions que ce type d'énergie soit reconnu comme renouvelable au même titre que les éoliennes, le photovoltaïque et la biomasse et puisse bénéficier des mêmes avantages en terme de taxe, de financement des investissements etc., exposeBoris Lesjean. Nous aimerions montrer que nous pouvons investir des euros dans des step pour produire des kilowatts au même titre que d'autre EnR".

La méthodologie pour comparer les performances énergétiques des différentes solutions testées sera une analyse de cycle de vie. "Elle permet d'intégrer les énergies primaires nécessaires à la station mais aussi tous les besoins indirects induits par l'utilisation de produits chimiques, par la construction d'infrastructure, etc.", note le directeur de l'innovation de Veolia en Allemagne. Concernant l'agenda du projet, l'objectif serait de démarrer les expérimentations sur les six sites dans le courant du premier semestre 2016.

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