Des déchets bovins à une électricité verte : le rôle clé des microalgues en pile microbienne (Traduction)

Une étude récente explore une approche innovante pour valoriser les effluents d’élevage en combinant des microalgues et des piles à combustible microbiennes. Cette technologie permet non seulement de traiter efficacement les déchets organiques issus de l’élevage, mais aussi de produire de l’électricité et de la biomasse valorisable. Les résultats indiquent une réduction significative des nutriments polluants et une production d’énergie renouvelable, offrant ainsi une solution prometteuse pour une agriculture plus durable et circulaire.

La gestion durable des déchets est passée du contrôle de la pollution à la récupération des ressources. Cette étude explore l’intégration des piles à combustible microbiennes à la biotechnologie des microalgues pour la bioremédiation simultanée des eaux usées et la production de bioélectricité et de biomasse.

 Une étude brésilienne

Les microalgues améliorent le système en photosynthétisant le CO₂, en fournissant de l’oxygène pour les réactions cathodiques et en produisant une biomasse précieuse. Au Brésil, important pays producteur de bœuf, les déchets d’élevage posent des risques environnementaux sérieux. Les chercheurs de l’université de Sao Paulo avaient pour objectifs ici de :

• traiter les effluents d’élevage en réduisant les concentrations de nutriments tels que le phosphore, l’azote et le potassium,
• générer de l’électricité grâce à l’activité des micro-organismes dans les piles à combustible microbiennes,
• produire de la biomasse de microalgues pouvant être utilisée comme biofertilisant ou pour la production de biocarburants.

L’expérience a été menée en utilisant des effluents de bovins à différentes concentrations (5 %, 20 %, 35 % et 50 %) dans un dispositif expérimental en triplicat. Les performances en termes de bioremédiation, de production d’énergie et de caractéristiques de la biomasse ont été évaluées à l’aide de la microscopie électronique à balayage et de la spectroscopie à dispersion d’énergie (EDX).

 Une approche qui soutient les ODD

Les résultats expérimentaux ont montré qu’une concentration de 20 % d’effluents bovins permettait une réduction significative des nutriments : 50 % du phosphore, 30 % de l’azote et 7 % du potassium. Parallèlement, le système a atteint une production maximale d’énergie de 2,142 μW, avec un courant de 0,51 μA et une tension de 4,2 mV. L’analyse au microscope électronique a révélé la formation de biofilms sur l’anode, tandis que la spectroscopie EDX a confirmé l’accumulation de phosphore (4,26 %) et de magnésium (4,03 %) dans la biomasse.

Le système intégré traite efficacement les eaux usées tout en générant de l’énergie propre et une biomasse de haute valeur, utilisable en tant que biocarburant ou pour l’alimentation animale. Cette approche soutient les Objectifs de Développement Durable (ODD) et souligne le potentiel du Brésil à devenir un leader dans les technologies agroalimentaires durables.

Réference : Thaís Almeida, Aluisio Pantaleão.  Integration of Sustainable Biotechnology: Microalgae in Microbial Fuel Cells for Bioremediation and Bioenergy From Livestock Waste, 21 April 2025, PREPRINT (Version 1) under review at Scientific Reports and available at Research Square (Preprint accessible en libre accès)

Source : Researchsquare