Le projet Life RECYCLO a pour objectif de développer un procédé de recyclage des eaux usées [consultez l’épisode 1 du dossier Pop’Sciences]. Partenaire du projet, Pop’Sciences vous emmène découvrir les coulisses de la fabrication de ce système.

Dans le cadre du projet européen Life RECYCLO, la société TreeWater, une start-up lyonnaise issue du laboratoire DEEP de l’INSA Lyon, développe un procédé de traitement et de recyclage des eaux usées pour le secteur de la blanchisserie. L’objectif ? Proposer une meilleure gestion des ressources en eau et réduire le déversement de substances polluantes dans le milieu aquatique. Le procédé développé a pour but d’éliminer plus de 90 % des polluants. Ces eaux recyclées seront alors réutilisées par ces mêmes blanchisseries dans leur processus de nettoyage, avec un objectif d’économie de 50 à 80 % d’eau. Mais comment cela fonctionne-t-il exactement ? Comment fait-on pour recycler de l’eau ?

Le procédé RECYCLO se décompose en trois étapes : la coagulation-floculation, l’oxydation avancée et l’adsorption sur charbon actif. La seconde étape est la phase principale du processus : son principe est d’associer un composé chimique, le peroxyde d’hydrogène, et des rayons ultraviolets. Ce procédé doit être adapté à chaque blanchisserie selon ses effluents, c’est-à-dire ses eaux usées. Les ingénieurs de TreeWater font ainsi du sur-mesure pour mettre en place leur technique. Nous vous proposons de découvrir les trois étapes de ce recyclage au travers de la visite des laboratoires et installations de la start-up.

Du sur-mesure

Première étape de la recette : la coagulation-floculation. Pour la découvrir, nous nous sommes rendus dans le laboratoire de TreeWater, hébergé au laboratoire DEEP. Thibault Paulet, technicien recherche et développement, nous y accueille, entouré de béchers, pipettes et autres ustensiles. Et il nous explique en quoi consiste cette première étape : « La coagulation va permettre d’enlever tout ce qui n’est pas dissous dans l’eau, les matières en suspension. » Il s’agit ainsi d’une première phase de nettoyage de l’eau, qui est essentielle pour la suite. « Cela va rendre l’eau limpide et améliorer la transmission des rayonnements ultraviolets. Ce qui sera primordial pour l’étape suivante d’oxydation avancée à base de ces derniers », analyse Thibault Paulet.

Thibault Paulet est en train de déposer le coagulant dans un effluent de blanchisserie. / © S. Dizier

Pour mettre en place ce processus, il faut introduire un coagulant dans les effluents. Celui-ci va regrouper les molécules solides entre-elles. C’est alors à cette étape que les dosages doivent être faits au cas par cas. Tous les rejets d’eaux usées de blanchisseries ne contiennent pas les mêmes choses, et vont donc réagir différemment avec le coagulant. « Je dois faire des essais sur plusieurs concentrations, parce que si je ne mets pas assez de coagulant, cela ne va pas fonctionner, raconte Thibault Paulet. Mais si on en met trop, cela ne va pas coaguler non plus. Il faut donc trouver le juste milieu. » Le scientifique dépose donc précisément différentes quantités de coagulants dans plusieurs béchers remplis du même effluent. Le but est alors de déterminer quelle est la concentration idéale pour cet effluent précis. Plusieurs essais sont alors nécessaires pour trouver le bon dosage. Des agitateurs sont placés dans les béchers. Et c’est parti pour 200 rotations par minute pendant deux minutes. On voit alors déjà les particules apparaître.

Résultats de coagulation-floculation selon des concentrations de produits différentes (de gauche à droite : du moins au plus concentré). / © Thibault Paulet

Le floculant entre alors en jeu. Son but est de favoriser l’agrégation des molécules, telle une colle. Ce regroupement en amas de molécules rend ainsi la filtration plus aisée. Le technicien rajoute le floculant aux mélanges. Et après quelques tours de rotation supplémentaires, des nuages moutonneux de particules apparaissent au fond des béchers. Il ne reste plus qu’à les filtrer pour obtenir une eau limpide. Une fois le dosage idéal trouvé, cette eau va alors être soumise à des tests sur un prototype miniature du système d’oxydation avancée. Et si le test est concluant, on peut alors passer à la seconde étape de notre recyclage.

Peroxyde d’hydrogène et rayons ultraviolets

Pour cela direction Alixan, à quelques kilomètres de Valence, dans les locaux de TreeWater.  Dans un hangar en bois, les ingénieurs de la société s’affairent sur le pilote de leur procédé. Il s’agit de l’élément central de la deuxième phase du processus de recyclage : le système d’oxydation avancée. Le principe de cette technologie est d’associer le peroxyde d’hydrogène et les rayons ultraviolets. Ces derniers vont agir sur le peroxyde d’hydrogène, ce qui a alors pour effet de les transformer en radicaux hydroxyles. Ce sont alors ces radicaux qui vont détruire les polluants. Les rayons UV désinfectent également l’eau en parallèle.

Concrètement, le dispositif ressemble à un grand cylindre en métal dans lequel se trouvent les lampes UV et les effluents passent au milieu de celles-ci. Paul Moretti, chef de projet recherche et développement et coordinateur du projet Life RECYCLO, nous présente le pilote sur lequel sont faits les essais. « Ce n’est pas une installation finale, il s’agit d’une machine intermédiaire pour faire des essais à plus grande échelle qu’en laboratoire, nous explique-t-il. Cela permet d’identifier le rendement du traitement sur un effluent spécifique sur une période plus longue et avec de plus grands volumes. »

Le réacteur du système d’oxydation avancée du pilote comporte trois lampes UV. / © S. Dizier

Ce pilote comporte trois lampes UV. L’installation finale sera composée de V12, des réacteurs qui contiennent douze lampes et 75 litres d’eau. La quantité de réacteurs dépend alors de la quantité d’eau utilisée quotidiennement par les blanchisseries. Pour une blanchisserie de taille industrielle, comme la Blanchisserie Saint Jean, partenaire du projet, trois V12 seront nécessaires. Il faut alors compter sur des armoires électriques conséquentes pour alimenter ce processus. Vincent Fraisse, responsable conception et fabrication chez TreeWater, nous explique : « L’armoire pilote toute l’installation : les lampes UV, mais aussi tout ce qu’il y a autour comme les pompes, le moteur et l’automate qui pilote l’ensemble. » Tout l’appareillage nécessaire au recyclage – la coagulation/floculation, le système d’oxydation avancée et l’armoire électrique – sera ainsi placé dans un conteneur attenant à la blanchisserie ; une installation d’une taille non-négligeable.

L’armoire électrique nécessaire au fonctionnement de tout le processus de recyclage. / © S. Dizier

Après le passage dans le système d’oxydation avancée, vient alors l’étape finale de notre recette. Il s’agit de l’adsorption des impuretés sur charbon actif. Pour cela retour au laboratoire où les essais sont également effectués. « C’est le dernier traitement des effluents. L’eau va passer dans la colonne de charbon actif pour la débarrasser des toutes dernières impuretés », nous décrit Thibault Paulet. Après cette ultime étape, notre objectif est atteint : l’eau est recyclée. Elle peut alors être mélangée à 20 % d’eau potable et ainsi être réutilisée en toute sécurité pour le nettoyage du linge.

Trois prototypes à l’essai

Dans le cadre du projet Life RECYCLO, le premier prototype de cette technologie sera mis en place durant l’automne 2022 dans une blanchisserie espagnole près de Gérone. Deux autres prototypes seront installés en 2023 dans une blanchisserie luxembourgeoise et une blanchisserie française, la Blanchisserie Saint Jean (Gard). L’objectif est alors d’achever l’industrialisation de ce système breveté et de tester sa reproductibilité. Un projet à suivre jusqu’en 2024 !

Pour en savoir plus sur le projet Life RECYCLO, retrouvez le premier article du dossier RECYCLO de Pop’Sciences.

Des ressources et actualisations suivront cet article pour compléter ce dossier tout au long de l’année….

Alors que le recyclage des eaux usées est encore peu présent en Europe et en France, la start-up lyonnaise TreeWater lance un projet de recyclage des eaux usées à destination des blanchisseries. Partenaire du projet, Pop’Sciences vous explique.

42 millions de m³ par an, c’est la quantité d’eau utilisée dans le secteur de la blanchisserie en Europe. Un chiffre non-négligeable, d’autant plus dans un contexte de réchauffement climatique où cette ressource va être amenée à être réduite drastiquement. C’est pour tenter de répondre à ce problème que le projet Life RECYCLO a vu le jour. Lancé en septembre 2021 par la société TreeWater, il fait partie du programme LIFE de la Commission européenne, qui finance les initiatives dans les domaines de l’environnement et du climat. Il a pour objectif de mettre en place un système de traitement des eaux usées de blanchisseries pour les recycler et pouvoir ensuite les réutiliser.

Selon la Commission européenne, les pénuries d’eau vont être amenées à augmenter de 50 % en Europe d’ici 2030. En France, nous en consommons actuellement 148 litres par jour et par personne. Une fois utilisées, les eaux sont traitées puis rejetées dans le milieu naturel. Mais elles ne sont que très rarement recyclées. Dans le monde, la réutilisation des eaux usées est très hétérogène selon les pays. Ce sont généralement les états pour lesquels cette ressource est limitée qui utilisent davantage des procédés de recyclage. Mexico réemploie, par exemple, près de 100 % de ses eaux usées pour l’irrigation. En Israël, le taux de réutilisation atteint 80 %. Mais ces exemples ne sont pas majoritaires. En Europe, alors que l’Espagne et l’Italie réutilisent respectivement 8 et 14 % de leurs eaux, la France n’en réemploie que moins de 1 %. En France, comme dans le monde, le principal usage de ce recyclage est l’irrigation agricole.

Recycler les eaux de blanchisseries

On dénombre environ 11 000 blanchisseries en Europe. Leurs eaux usées finissent le plus généralement dans les réseaux d’assainissement publics et ne sont que très peu réutilisées. Le lavage du linge conduit à l’émission de micropolluants tels que les phtalates (DEHP, DEP…), les phénols, les métaux lourds, les solvants ou les surfactants. Et les stations d’épuration ne sont très souvent pas adaptées au traitement de ces molécules particulières, qui terminent alors leur trajet dans notre environnement. Or, même à faible concentration, ces polluants affectent directement le milieu aquatique, les écosystèmes et donc notre santé. Plusieurs de ces substances sont ainsi des perturbateurs endocriniens, cancérogènes et mutagènes.

Station d’épuration © Shutterstock

Le projet Life RECYCLO propose de traiter les micropolluants présents dans les eaux usées de blanchisserie afin de permettre leur réutilisation dans le processus de lavage du linge. Le procédé RECYCLO est un système d’oxydation avancée, qui associe le peroxyde d’hydrogène et les rayons ultraviolets. Ces derniers vont transformer le peroxyde d’hydrogène en radicaux hydroxyles : ce sont alors eux qui vont détruire les polluants. Les rayons UV désinfectent également l’eau en parallèle. Ce procédé a pour objectif de réduire la consommation d’eau potable des blanchisseries de 50 à 80 %, mais également d’éliminer 90 % des polluants rejetés par le lavage du linge. D’autres procédés de recyclage existent et sont développés en France et dans le monde. Celui de TreeWater présente notamment les avantages de ne produire que peu de résidus de traitement et de dégrader directement les polluants organiques, contrairement à d’autres technologies qui ne font que les enlever.

Des tests, des analyses et une enquête sociologique

Après une première expérimentation réussie dans une blanchisserie du Gard, la Blanchisserie Saint-Jean, ce système breveté poursuit son développement. Le but de ce projet est alors d’achever son industrialisation et de tester sa reproductibilité. Il sera ainsi mis en place dans deux autres blanchisseries : la Fundacio Mas Xirgu en Espagne et Klin SARL au Luxembourg. Le système de la Blanchisserie Saint-Jean sera, quant à lui, transformé en laboratoire in-situ pour préparer le procédé aux nouvelles pollutions émergentes, comme les micro et les nanoplastiques. TreeWater, issue du laboratoire DEEP de l’INSA Lyon, et le Catalan Institute for Water Research de Gérone vont alors réaliser des analyses pour étudier l’efficacité du procédé.

En parallèle de ces essais techniques, une enquête sociologique sera également menée auprès de blanchisseries et de leur clientèle pour évaluer leur perception de la réutilisation des eaux usées dans ce contexte. Cette enquête est alors conduite par Pop’Sciences, qui s’occupe également de la communication de ce projet, à l’interface entre sciences et société.

Le premier prototype sera mis en place à la fin de l’été 2022. Les deux autres prototypes seront installés au début de l’année 2023. Ils seront, ensuite, suivis et étudiés de très près. Les résultats de l’enquête sont, eux, prévus pour l’automne 2022. Un projet à suivre jusqu’en 2024 !

Pour suivre toute l’actualité du projet :

Site de Life RECYCLO

Vous souhaitez savoir comment fonctionne une machine à recycler l’eau, alors découvrez l’épisode 2 du dossier RECYCLO de Pop’Sciences.

Des ressources et actualisations suivront cet article pour compléter ce dossier tout au long de l’année…

PPour aller plus loin

• Réutilisation des Eaux Usées Traitées : un formidable procédé d’économie circulaire, Centre d’information sur l’eau, juin 2020.
• Réutilisation des Eaux Usées Traitées – Le panorama français, Cerema, juin 2020.
• Les eaux usées : une ressource inexploitée, Rapport mondial des Nations-Unies, 2017.
• Fragmentation en eaux douces : sur la trace des microplastiques dans le Rhône, C. Depecker, Pop’Sciences, 2020.

Les activités humaines transforment radicalement la circulation des microbes sur la planète, avec des répercussions probables sur les écosystèmes et les populations.

Une équipe internationale de chercheurs a dressé le constat dans une étude parue en 2017 dans la revue Science.

Lire l’article :

CNRS le Journal