Une équipe de chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique a découvert une nouvelle bactérie qui améliore la conversion des déchets alimentaires en gaz naturel renouvelable, ce qui représente une avancée significative dans la gestion des déchets et la production d'énergie renouvelable.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Université de Colombie-Britannique (UBC) ont identifié une bactérie jusqu'alors inconnue qui joue un rôle essentiel dans la transformation des déchets alimentaires en gaz naturel renouvelable (GNR). Cette découverte, publié L'article paru dans Nature Microbiology souligne le potentiel de procédés de valorisation énergétique des déchets plus efficaces et renforce la promesse de solutions énergétiques durables.
Chaque année, l'usine de biocarburants de Surrey traite 115 000 tonnes de déchets alimentaires. Ces déchets, qui comprennent notamment les pelures de banane et les restes de pizza, subissent une transformation grâce à des milliards de micro-organismes. Ces derniers décomposent la matière organique pour produire du gaz naturel renouvelable (GNR), une alternative plus propre aux combustibles fossiles.
Ryan Ziels, professeur agrégé au département de génie civil de l'Université de la Colombie-Britannique, a dirigé l'étude. Il a été intrigué de constater que l'activité microbienne ordinaire avait cessé, tandis que la production de méthane se poursuivait sans relâche.
« Nous étudiions la production d'énergie microbienne à l'usine de biocarburants de Surrey lorsque nous avons constaté un phénomène étrange : les microbes qui consomment habituellement l'acide acétique avaient disparu, alors que le méthane continuait d'être produit », a déclaré Ziels dans un communiqué. « Les méthodes traditionnelles ne permettaient pas d'identifier les organismes responsables de cette production. »
Ce phénomène était particulièrement déconcertant car la production de méthane est un processus complexe impliquant diverses interactions microbiennes. Dans un premier temps, les bactéries décomposent les déchets alimentaires en composés simples comme les acides gras, les acides aminés et les sucres, qui se transforment ensuite en acides organiques tels que l'acide acétique. Les microbes méthanogènes se nourrissent de ces acides pour produire du méthane.
La nouvelle bactérie appartient à la Natronincolacées Cette plante familiale prospère dans des conditions où les producteurs de méthane traditionnels échoueraient.
« La conversion des déchets en méthane est un processus coopératif impliquant de nombreux microbes interagissant », a ajouté Steven Hallam, co-auteur de l'étude et professeur au département de microbiologie et d'immunologie de l'Université de la Colombie-Britannique. « Cette bactérie nouvellement identifiée est l'un des acteurs clés de ce processus. »
L'une des principales conclusions des recherches de Ziels et de son équipe est que la nouvelle bactérie peut résister à des niveaux élevés d'ammoniac, un sous-produit courant des déchets alimentaires riches en protéines.
Un excès d'ammoniac perturbe généralement la production de méthane en provoquant une accumulation d'acide acétique, ce qui rend les réservoirs de déchets acides et improductifs. La robustesse de cette bactérie contribue au maintien du système en fonctionnement même dans ces conditions difficiles.
« Les installations municipales doivent beaucoup à ces organismes », a ajouté Ziels. « Si l’acide acétique s’accumule, il faut vider les réservoirs et les remettre en marche – un processus coûteux et complexe. »
Les implications de cette découverte sont considérables. Les enseignements tirés de cette étude pourraient améliorer significativement la conception et l'efficacité des digesteurs anaérobies, permettant ainsi de produire davantage de gaz naturel renouvelable à partir d'une même quantité de déchets organiques.
Il présente également un modèle pour une meilleure gestion des déchets et de la production d'énergie, un élément crucial à l'heure où les villes sont confrontées aux problèmes de gestion des déchets et de changement climatique.
Ziels et ses collègues étendent désormais leurs recherches à l'étude des communautés microbiennes qui décomposent les microplastiques dans l'océan, ouvrant potentiellement de nouvelles perspectives en matière de dépollution environnementale.
« La prochaine fois que vous jetterez vos déchets dans le bac à compost, souvenez-vous : vous ne faites pas que composter. Vous nourrissez des micro-organismes qui contribuent à produire une énergie plus propre », a ajouté Ziels.