Du papier recyclé pour traiter les eaux usées

Publié par Adrien le 15/11/2021 à 13:00
Source: ASP
"Les eaux usées, c'est l'une des pires choses que j'ai sentie de ma vie", affirme sans hésitation Mathieu Lapointe. Mais respirer ces odeurs nauséabondes a mené à une découverte inattendue: les fibres de cellulose ont le potentiel d'améliorer le traitement des eaux usées.


À vrai dire, Mathieu Lapointe ne mettait pas le nez (Le nez (du latin nasus) est chez l'homme la saillie médiane du visage située au-dessus de...) dans les eaux usées, mais il les avait à l'oeil sous l'objectif du microscope. Il est chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) postdoctoral à l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des...) au Laboratoire de biocolloïdes et surfaces sous la supervision de la professeure Nathalie Tufenkji. Il étudiait l'efficacité des agents de coagulation et de floculation utilisés dans les traitements des eaux usées et en observait le résultat au microscope. "Les coagulants précipitent les composés solubles et forment des petits agrégats (floc) de contaminants. Les floculants permettent ensuite de faire grossir les agrégats", explique Mathieu Lapointe. Le traitement se poursuit par une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de décantation des agrégats. "J'ai passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) beaucoup d'heures (L'heure est une unité de mesure  :) au microscope à examiner les agrégats et à un moment donné, j'ai observé une structure allongée qui était une fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) de cellulose provenant probablement de papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres...) toilette. De là est venue l'idée que la fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) de cellulose pourrait servir de pontage (Le pontage est une technique chirurgicale datant des années 1960 permettant de contourner les...) entre des agrégats pour former des agrégats encore plus gros", raconte Mathieu Lapointe.

La richesse d'une idée simple

L'idée parait simple, mais les multiples avantages des fibres de cellulose en font une riche idée.

Le recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui...) du papier fournit quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de fibres de cellulose à peu de frais. Les fibres peuvent être modifiées chimiquement pour cibler des contaminants. Par exemple, en greffant du fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le...), la fibre devient chargée positivement et attire des contaminants chargés négativement comme le phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et...), responsable de l'eutrophisation (L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et...) des eaux naturelles. Les fibres greffées de fer permettent aussi de réduire les quantités de coagulants et faciliteraient la valorisation des boues d'épuration.

En effet, les coagulants contiennent des métaux lourds qui nuisent à la valorisation des boues, par exemple, sous forme de fertilisants agricoles. En fin de traitement, les fibres peuvent être extraites des agrégats et réinjectées plusieurs fois dans le procédé. Enfin, les fibres de cellulose offrent une solution polyvalente compatible avec les divers coagulants et floculants existant sur le marché. Elle peut être ajoutée à un procédé de traitement des eaux usées déjà implanté autant dans une municipalité que dans une industrie.

Au laboratoire

Débutent alors des travaux pour développer le procédé à l'échelle du laboratoire. Il faut optimiser la morphologie des fibres et la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) en précipitant le fer sur les fibres. L'objectif est de capter le phosphore pour que l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) traitée rencontre la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un...) relative à la concentration en phosphore dans les effluents qui retournent au milieu naturel. Il faut greffer suffisamment de fer pour attirer le phosphore, mais maintenir un cout abordable pour les villes qui ont d'importants volumes d'eau à traiter.

Mathieu Lapointe a aussi travaillé sur l'hydraulique (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les...) du procédé pour déterminer à quel moment ajouter les fibres, ajuster la vitesse (On distingue :) d'agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs...) et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) requis pour compléter l'agrégation. Un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) pilote est prévu à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) McGill pour passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) à l'échelle supérieure et des partenariats sont en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) pour transférer la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) vers les milieux municipal et industriel.

Tout ça parce qu'une fibre de papier toilette trainait dans les eaux usées que Mathieu Lapointe examinait. Comme quoi, l'innovation c'est savoir voir ce qui peut être insignifiant à première vue... et aussi se pincer le nez.

Le projet a bénéficié des appuis financiers suivants:
- William and Rhea Seath Awards (WRSA) in Engineering Innovation, McGill
- McGill Sustainability Systems Initiative (MSSI) Innovation Fund
- Fonds de recherché du Québec
- Chaire de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) du Canada de la Pre Tukenkji.

Références:
Lapointe M, Jahandideh H, Farner J, Tufenkji N.
Super-bridging Fibrous Materials for Water Treatment: Impacts on Removal of Plastic (Le plastic est un type d'explosif très puissant composé d'hexogène (RDX) et/ou de...) Particles, Phosphorus and Natural (Natural est un langage de programmation semi-compilé, édité par la société...) Organic Matter.
ChemRxiv. Cambridge: Cambridge Open Engage; 2021; This content is a preprint and has not been peer-reviewed.
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.009 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique