Usines de biogaz : comment les États-Unis ciblent désormais le gaspillage alimentaire

Certaines personnes ne voient que des déchets dans les poubelles des épiceries. Mais d’autres y voient une entreprise. Jusqu’à présent, la plupart des déchets étaient déversés dans des décharges, où le méthane, un gaz à effet de serre, est rejeté dans l’atmosphère lors de sa décomposition. Mais maintenant, de plus en plus d’usines de biogaz sont construites aux États-Unis, dans lesquelles les microbes décomposent les déchets alimentaires en méthane et en dioxyde de carbone et le biogaz nettoyé devient une source d’énergie.

Début mars, Divert a annoncé un accord de financement de 1 milliard de dollars avec la société d’infrastructures énergétiques Enbridge. Avec ça l’utilisation de cette technologie peut être encore étendue. Si tout se passe comme prévu, Divert pourrait gérer 5% de tous les déchets alimentaires aux États-Unis d’ici la fin de la décennie, déclare le PDG et co-fondateur Ryan Begin.

Selon le département américain de l’agriculture environ 60 millions de tonnes de déchets alimentaires sont générés chaque année rien qu’aux États-Unis. Cela correspond à environ 30 pour cent de l’ensemble de l’approvisionnement alimentaire. Près d’un milliard de tonnes de déchets alimentaires sont générés chaque année dans le monde. Bien que de nombreuses décharges aient des systèmes installés pour capturer les gaz résultants, elles peuvent souvent, selon l’Agence américaine de protection de l’environnement ne traite que 60 % du méthane émis.

“Nous devons nous occuper de ces déchets d’une manière ou d’une autre”, déclare Meltem Urgun Demirtas, responsable du groupe Bioprocédés et séparations réactives au Laboratoire national d’Argonne. Un traitement approprié des déchets alimentaires ne permet pas d’éviter les émissions de méthane, mais peut même générer de l’énergie et des produits tels que des engrais.

Bactéries pour la production de méthane

L’une de ces possibilités est la fermentation anaérobie par des bactéries, qui est déjà utilisée dans les stations d’épuration du monde entier. De plus en plus, cependant, il est également utilisé pour d’autres types de déchets, par exemple le traitement du lisier dans les exploitations agricoles ou pour les aliments jetés. L’Allemagne est le leader mondial des installations de digestion anaérobie : elle exploite aujourd’hui environ 10 000 réacteurs de ce type. Il y en a un peu plus de 2 000 aux États-Unis et seules quelques centaines utilisent les déchets alimentaires.

Voici comment fonctionne la technologie : lorsque les entreprises reçoivent des déchets alimentaires des épiceries ou des détaillants, elles les liquéfient et les transforment en une “bouillie de déchets”, l’appelle Begin, PDG de Divert. Les débris non organiques tels que les élastiques, les autocollants et les pellicules plastiques sont retirés, et la pâte est ensuite passée à travers le reste du processus. La star de tout cela est la communauté de microbes dans le réacteur, qui fonctionne un peu comme un démarreur de levain. Ils engloutissent les déchets alimentaires et transforment le mélange aqueux en produits finaux : biogaz et digestat solide qui peuvent être déversés dans le sol.

“Nous sommes en fait des producteurs de microbes”, explique Shawn Kreloff, directeur général de Bioenergy DevCo, qui construit et exploite également des usines de digestion anaérobie. Pour garder les microbes heureux, les installations doivent fournir les conditions idéales. Cela signifie une plage étroite de température et d’acidité. “De plus, ils n’aiment pas que leur nourriture soit trop salée”, explique Christine McKiernan, directrice de l’ingénierie et de la construction chez Bioenergy DevCo.

Autre mode de décomposition : le compostage

Le compostage est peut-être une pratique mieux connue pour traiter les déchets alimentaires. Les microbes produisent également un matériau solide et riche en nutriments. La grande différence, cependant, est que le compostage a lieu en présence d’oxygène, c’est-à-dire de manière aérobie, de sorte que les microbes décomposent les déchets dans le sol, libérant principalement du dioxyde de carbone.

Cependant, si un tas de compost n’est pas suffisamment mélangé, les microbes sont privés d’oxygène. Le compost devient alors naturellement anaérobie, c’est-à-dire dépourvu d’oxygène, et du méthane est produit. C’est alors une mauvaise nouvelle pour les installations de compostage et la planète car les installations sont souvent ouvertes. Sur de courtes périodes de temps, le méthane en tant que gaz à effet de serre est environ quatre-vingts fois plus nocif que le dioxyde de carbone.

Comment le méthane produit est utilisé

Dans la digestion anaérobie, cependant, l’objectif est de produire du méthane. Parce que ces usines sont scellées, le mélange de méthane et de dioxyde de carbone produit par les microbes, connu sous le nom de biogaz, peut être capturé et nettoyé en biométhane et utilisé comme substitut du gaz naturel.

Certains producteurs récupèrent ce biométhane, également appelé gaz naturel renouvelable, ou le biogaz brut sur place et le brûlent pour alimenter leurs installations. D’autres le vendent à des entreprises de services publics afin qu’il puisse être injecté dans les gazoducs existants et utilisé pour produire de l’électricité dans des centrales électriques ou pour le chauffage et la cuisine domestiques.

D’une manière générale, la digestion anaérobie pourrait avoir des avantages pour le climat, mais la mesure dans laquelle le processus réduit les émissions dépend fortement des détails, explique Troy Hawkins du Laboratoire national d’Argonne, qui étudie les impacts environnementaux des systèmes énergétiques.

Divert travaille avec plus de 5 000 magasins de détail à travers les États-Unis pour collecter et traiter les déchets alimentaires par digestion anaérobie. La société exploite actuellement 10 sites de fermentation à travers les États-Unis et utilise des systèmes de suivi pour essayer de comprendre pourquoi certains aliments sont gaspillés en premier lieu, ajoute Begin.

Systèmes de fermentation dans la planification

Le déploiement de digesteurs anaérobies n’est pas bon marché : une installation à grande échelle peut coûter des dizaines ou des centaines de millions de dollars. La planification de nouvelles usines prend également beaucoup de temps, car la plupart sont conçues sur mesure pour des tâches de traitement spécifiques. Une installation pour une usine de crème glacée peut être différente de celle qui peut tout accueillir, des déchets d’épicerie, comme les pizzas surgelées périmées et les pommes rassis, aux huiles de cuisson usagées des restaurants, explique McKiernan de Bioenergy DevCo.

Selon un rapport de l’agence fédérale américaine de 2014, plus de 11 000 autres sites aux États-Unis prêts à l’utilisation de digesteurs anaérobies, des stations d’épuration aux décharges alimentaires. Si toutes ces centrales étaient construites, elles pourraient produire suffisamment d’énergie pour alimenter trois millions de foyers. L’association industrielle American Biogas Council estime le nombre d’usines à 15 000dont la construction nécessiterait un total d’environ 45 milliards de dollars.

Ce ne sera pas bon marché et ce ne sera pas rapide, mais les digesteurs anaérobies pourraient être une cible majeure du gaspillage alimentaire à l’avenir, aidant à transformer les restes de table en énergie d’un autre.

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