Ce qui suit est un extrait de L'autre science de la matière noire :la science et le commerce de la transformation des déchets en richesse et en santé par Lina Zeldovich.
C'était une autre journée chaude dans le désert du Néguev en Israël, et plusieurs chercheurs de l'Université Ben Gourion installaient des toilettes sur le terrain. Essentiellement un siège de toilette collé sur un cadre en métal avec un réceptacle de sac en plastique en dessous, ce cabinet de fortune était un artefact de commodité minimale, généralement utilisé lorsque les scientifiques travaillent dans des endroits éloignés où même les jones portables et les dépendances n'existent pas, ou lorsque les écosystèmes environnants sont trop fragiles pour traiter les déchets humains. Mais dans ce cas, les toilettes elles-mêmes faisaient partie d'une étude. La recherche s'est concentrée sur le contenu des toilettes et son potentiel à alimenter la civilisation humaine. En termes simples, les scientifiques voulaient voir s'ils pouvaient convertir la merde en charbon.
Une fois les toilettes installées, plusieurs personnes les utilisaient quotidiennement, déposant leurs matières fécales dans le sac. «Nous les appelions des volontaires de caca», explique Amit Gross, président du Département d'hydrologie environnementale et de microbiologie de Ben-Gurion, dont l'équipe se concentre sur les moyens de transformer les déchets en ressources. À la fin de chaque journée, la matière collectée était chauffée dans des autoclaves pour tuer les germes et permettre aux chercheurs de travailler en toute sécurité. Vêtus de masques, de gants et de blouses de laboratoire, les étudiants ont pulvérisé le caca séché dans un broyeur mécanique – pour réduire le facteur beurk, dit Gross. "Une fois qu'il est pulvérisé, il est plus facile de travailler", explique-t-il les défis de leurs projets. « Ce matériel peut être assez répugnant pour les gens. Mais sous la forme pulvérisée, vous oubliez en quelque sorte à quoi vous avez affaire. »
Une fois la matière réduite en poudre brun foncé, les véritables expériences ont commencé. Les chercheurs ont mélangé la poudre sèche avec de l'eau, l'ont pompée en petites quantités, les ont chargées dans neuf réacteurs de laboratoire de 50 millilitres, conçus pour fonctionner à haute température et sous haute pression, et ont commencé à cuisiner toute cette merde.
Les cuisiniers aiment expérimenter les recettes pour obtenir les meilleurs résultats, et les chercheurs de Ben Gourion n'ont pas fait exception. Ils ont expérimenté différents temps et températures de cuisson. Ils ont chauffé leurs lots à 180C, 210C et 240C. Ils ont laissé mijoter certains d'entre eux pendant 30 minutes, certains pendant une heure et d'autres pendant deux heures. Pourtant, tous les lots avaient une chose en commun :ils étaient cuits avec de l'eau, mais sans oxygène.
Appelée carbonisation hydrothermale ou HTC, cette méthode produisait de l'hydrocharbon, une suspension brune d'eau et brûlait des particules de biomasse carbonatée. Contrairement au charbon de bois ou au biochar qui est fabriqué en brûlant de la biomasse sèche, l'hydrochar est mijoté dans l'eau. Parce qu'aucune chaleur n'est dépensée pour évaporer l'eau, cette méthode nécessite moins d'énergie. "L'élimination de l'eau coûte cher en énergie", explique Gross. "En laissant de l'eau dedans et en utilisant une pression plus élevée et une température plus basse, nous utilisons beaucoup moins d'énergie."
Cette bouillie d'hydrochar a un double usage. Les particules peuvent être séparées en une poudre ayant des propriétés de combustion similaires au charbon et peuvent être introduites dans un four industriel d'une centrale électrique au charbon. Et le liquide peut être utilisé comme engrais organique sûr car aucun agent pathogène ne peut survivre à la cuisson.
La raison pour laquelle l'hydrochar brûle comme le charbon est qu'il s'est formé de la même manière. Les conditions utilisées par l'équipe de Ben Gourion pour le créer imitent, dans une certaine mesure, les conditions géologiques se produisant dans la terre qui conduisent à la création de combustibles fossiles. Les combustibles fossiles doivent leur nom aux restes fossilisés d'organismes et de plantes anciens, morts et enfouis sous les nombreuses couches d'autres matières organiques. Les gisements de charbon ont commencé à se former il y a environ 300 millions d'années au cours de la période carbonifère lorsque la terre était couverte de forêts denses. Lorsque les mers inondaient occasionnellement les forêts, emprisonnant les arbres et les plantes dans les zones humides marécageuses, les plantes étaient enfouies sous des couches de végétation, qui se transformaient en tourbières. Les couches de végétation toujours plus épaisses ont poussé le matériel végétal plus profondément dans la terre, où une pression et une température plus élevées associées au manque d'oxygène ont lentement transformé les molécules organiques en hydrocarbures à longue chaîne qui comprennent le charbon.
L'incursion de Gross dans le « secteur de la cuisson des déchets » a commencé avec les excréments de l'industrie de la volaille. Globalement, les élevages de volailles du monde distribuent entre 625 et 938 millions de tonnes métriques de déchets par an, selon la source. La litière de volaille est riche en carbone et en azote, les éléments chimiques nécessaires à la production d'énergie. Et par rapport au fumier de vache qui peut être épandu sur les pâturages, le fumier de volaille est amassé dans des enclos. C'était une forme de déchet attrayante, alors l'équipe a ramassé les déjections d'une ferme voisine, les a réduites en poudre avec un mortier et un pilon et les a cuites - sèches, humides, à température variable, etc. L'hydrochar qui en résulte s'est avéré si similaire au charbon qu'il a pu être immédiatement envoyé aux centrales électriques, explique Vivian Mau, une autre chercheuse du projet. Il est même venu sous la forme déjà en poudre, ce que de nombreuses usines préfèrent car elles pulvérisent le charbon. "C'est en fait un ajustement si parfait qu'il peut désormais alimenter des générateurs", déclare Mau.
L'hydrochar peut être pressé en briquettes pour la cuisson et les grillades, ajoute-t-elle. Son équipe veut faire un barbecue de merde de volaille un jour. Ils veulent faire rôtir un oiseau sur l'hydrochar fabriqué à partir de son propre caca et le manger. Donc, en théorie, une dinde de Thanksgiving peut être rôtie sur le caca qu'elle a produit au cours de sa vie. Et ça sentira probablement même bon, pense Mau. Lors de la combustion, l'hydrochar ne produit aucune puanteur mais génère plutôt un arôme agréable. «Ça sent le café», dit-elle. Il serait intéressant de voir si la dinde sentirait comme votre tasse de joie du matin.
Selon les calculs de l'équipe, la bouse de volaille du monde peut remplacer environ 10 % du charbon utilisé dans la production d'électricité, réduisant ainsi l'utilisation de combustibles fossiles. Et les liquides peuvent être acheminés vers les champs agricoles, un peu comme ils ont été pompés vers les fermes d'épuration prospères du 19 siècle, et totalement exempts d'agents pathogènes.
Mais le caca humain bat les excréments d'oiseaux en potentiel de production d'énergie. Contrairement aux oiseaux qui mangent plus d'aliments à base de plantes, les humains ont des régimes alimentaires très diversifiés, produisant plus d'huiles dans leurs excréments, ce qui favorise la combustion. "Nous mangeons beaucoup de matières grasses, c'est probablement pourquoi nous nous retrouvons avec du caca gras, et cela change ses propriétés", déclare Gross. C'est pourquoi les potentiels énergétiques dans le matériel humain sont plus élevés que dans le fumier de poulet. "Les déchets humains sont des matériaux intéressants avec lesquels travailler", déclare Gross. C'est plus prometteur que votre fumier typique. Et il peut également être "cuit" dans d'autres formes d'énergie.
Adapté de L'autre science de la matière noire :la science et le business du tournage Déchets dans la richesse et la santé par Lina Zeldovich. Copyright © 2021 par Lina Zeldovich. @LinaZeldovich .
