Phytoremédiation d'eaux usées industrielles

Abstract

Le projet de recherche porte sur le traitement et la valorisation de rejets aqueux industriels provenant de la production de biocarburants. L'objectif de ce projet est de proposer une solution innovatrice à la gestion de ces déchets. Par conséquent, l’utilisation de microalgues a été proposée et étudiée comme approche pour le traitement biologique d’effluents industriels et la production de biomasse algale. La phytoremédiation représente l’ensemble des techniques de traitement nécessitant des plantes afin de traiter divers polluants liquides, gazeux ou solides. Dans ce contexte, les microalgues font déjà l'objet de multiples études démontrant leur capacité à traiter des eaux usées municipales et industrielles. De plus, ces micro-organismes représentent une solution durable puisqu'ils sont naturellement aptes à assimiler plusieurs types de polluants, tout en accumulant des molécules d’intérêts. À cause de la complexité des effluents industriels, des études approfondies doivent être réalisées pour évaluer la faisabilité de cette approche ainsi que sa transposition vers des échelles supérieures. Contrairement aux procédés de traitements d’eaux usées conventionnels, la phytoremédiation est considérée comme étant une technologie d’épuration écologique, puisqu’elle requiert généralement moins de ressources énergétiques et de produits chimiques. En plus de contribuer au traitement d’effluents aqueux, les microalgues peuvent participer à la réduction des gaz à effet de serre lors du processus de photosynthèse, séquestrant ainsi le gaz carbonique anthropogénique tout en produisant de l’oxygène. Les travaux de recherche visent à déterminer les conditions de culture optimales (souches de microalgues, prétraitement des effluents, cycle de lumière, etc.) nécessaires au développement des microalgues et à la dépollution des différents substrats contaminés. La caractérisation de la biomasse algale permet ensuite de déterminer les diverses options de valorisation disponibles pour la production d’énergie ou de biocommodités. La première partie de l’étude se concentre sur le traitement d’eaux usées toxiques provenant d’une unité de gazéification (Westbury, QC) de déchets municipaux par la compagnie Enerkem. L’étude permet une meilleure compréhension sur le couplage d’un procédé d’oxydation avancée avec un procédé biologique par les microalgues. La deuxième partie porte sur la valorisation ii d’un effluent industriel généré lors de la production de bioéthanol de première génération à partir de maïs par la compagnie Greenfield Global (Varennes, QC). À l’aide d’un plan d’optimisation statistique en deux étapes, le traitement de l’effluent et la production de microalgues ont pu être maximisés. La troisième partie se consacre sur le traitement de jus de fermentation issus de la production de bioéthanol de seconde génération à partir d’écorce de bois. Dans cette étude, des consortiums de différents types d’algues ont été évalués pour dépolluer les effluents de fermentation et générer des produits à valeur ajoutée. L’ensemble de ces travaux contribuent à améliorer les connaissances à propos de la culture des microalgues appliquées à la dépollution d’effluents industriels. Ces travaux s’intègrent dans un contexte de bio-économie circulaire où les déchets sont considérés comme étant une matière première pour la production d’énergie et de produits d’intérêts tels que des antioxydants ou des pigmentes naturels.