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Traiter les eaux usées avec des saules : Polytechnique impliquée dans un projet pilote de phytotechnologie et d’économie circulaire

30 août 2019 - Source : NOUVELLES

Le professeur Yves Comeau et plusieurs étudiants, techniciens et chercheurs diplômés de Polytechnique Montréal contribuent à PhytoVaLix, un projet novateur de phytotraitement et de valorisation du lixiviat.

Fatoumata-Binta Ba, étudiante au baccalauréat en génie chimique et stagiaire du projet PhytoVaLix, Francis Allard, président de Ramea phytotechnologies et Xavier Lachapelle-Trouillard, diplômé à la maîtrise recherche. (Photo : Waste Management)

De gauche à droite : Fatoumata-Binta Ba, étudiante au baccalauréat en génie chimique à Polytechnique Montréal et stagiaire du projet PhytoVaLix; Francis Allard, président de Ramea phytotechnologies; Xavier Lachapelle-Trouillard, diplômé à la maîtrise recherche de Polytechnique et responsable de la recherche et du développement chez Ramea phytotechnologies. (Photo : Waste Management)

Polytechnique Montréal, Waste Management, Ramea phytotechnologies et l’Institut de recherche en biologie végétale du Jardin botanique de Montréal ont présenté un projet pilote de traitement des eaux usées qui se déroule sur un lieu d’enfouissement technique à Sainte-Sophie dans la région des Laurentides. Ce projet est fondé sur les phytotechnologies, soit des solutions technologiques qui utilisent les végétaux pour résoudre des problèmes environnementaux.

Dans les lieux d’enfouissement, on trouve des eaux usées - appelées lixiviat ou eaux de lixiviation - qui sont issues de la percolation des précipitations à travers les matières résiduelles en décomposition. Ces eaux, principalement chargées de matière organique, azote et autres contaminants, sont recueillies par un système de captage aménagé dans le fond des cellules d’enfouissement étanches, puis sont traitées avant d’être retournées à l’environnement lorsqu’elles sont conformes aux normes gouvernementales.

Le projet PhytoVaLix – pour « phytotraitement et valorisation de lixiviat » – offre une nouvelle alternative pour le traitement de ces eaux usées, alors que le lixiviat est traité par biofiltration grâce à la plantation de saules à croissance rapide. Ces saules absorbent les nutriments du lixiviat, qui sont normalement considérés comme des contaminants, ainsi que la presque totalité des eaux usées appliquées. Ce procédé de plantation filtrante de saules a été développé par Ramea phytotechnologies, une PME agricole québécoise de Saint-Roch-de-l’Achigan spécialisée dans la culture de saules à croissance rapide et le développement de technologies environnementales végétalisées, en collaboration avec Polytechnique Montréal et l’Institut de recherche en biologie végétale.

Également, les saules ayant servi à la biofiltration sont destinés à être valorisés par la fabrication de bio-produits. Les tiges des saules, qui peuvent atteindre une hauteur de plus de six mètres après trois années de croissance, seront récoltées par Ramea phytotechnologies pour la fabrication de clôtures et de murs antibruit ainsi que la production de paillis horticole de bois raméal fragmenté, complétant ainsi une boucle d’économie circulaire.

Le projet PhytoVaLix, d’une valeur de 1,2 million de dollars, a été financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), le Consortium de recherche et innovations en bioprocédés industriels au Québec (CRIBIQ), Ramea phytotechnologies et Waste Management.

Des avantages écologiques et économiques

Le volet scientifique de PhytoVaLix est encadré par une équipe d’une vingtaine de chercheurs et d’étudiants qui s’intéressent au traitement des eaux usées et à la biologie végétale, de même que par l’équipe technique de Ramea phytotechnologies.

L’objectif de la recherche est de valider la performance de cette technologie et de déterminer les conditions optimales de traitement du lixiviat, de la croissance des saules et de la qualité du bois, ainsi que de la protection des cellules d’enfouissement.

Huit variétés de saules seront irriguées afin de déterminer quelles espèces répondent le mieux à ces conditions de culture. Près de 160 000 saules ont déjà été plantés sur neuf hectares des secteurs qui ne sont plus en exploitation du site d’enfouissement de Waste Management, dont 13 % font partie du projet pilote.

Yves Comeau, professeur titulaire et chercheur spécialiste des eaux usées au Département des génies civil, géologique et des mines de Polytechnique Montréal, dirige l’équipe scientifique du projet avec Michel Labrecque, qui est chef de la division recherche et développement scientifique du Jardin botanique de Montréal, chercheur à l’Institut de recherche en biologie végétale et professeur associé à l’Université de Montréal. Ils sont assistés par Frédéric Pitre, professeur associé au département de sciences biologiques de l’Université de Montréal et botaniste chercheur au Jardin botanique.

« L’eau et les matières organiques et inorganiques issues des déchets présentent une réelle valeur en nutriments pour les plantes », explique Yves Comeau. « Les procédés phytotechnologiques ont le potentiel de contribuer au traitement de lixiviat de façon efficace et économique. Riches en azote et en minéraux, les eaux de lixiviation ont démontré jusqu’ici qu’elles pourraient contribuer à doubler la croissance normale des saules. »

« Ce partenariat nous permettra de faire progresser notre compréhension des mécanismes biologiques impliqués dans la phytoremédiation des sols et de l’eau », indique Michel Labrecque. « De plus, PhytoVaLix s’inscrit dans une des priorités du CRSNG et du CRIBIQ, soit la formation d’étudiants passionnés par la biologie végétale. Le projet pourrait servir de modèle, ici et ailleurs. »

« PhytoVaLix est un exemple remarquable d’économie circulaire, regroupant de multiples bénéfices en un seul projet », souligne Francis Allard, président de Ramea phytotechnologies. « Nous valorisons des eaux usées et nous favorisons une croissance rapide des saules, qui séquestrent des gaz à effet de serre et contribuent à la biodiversité sur la propriété de Waste Management, pour, au bout du compte, créer des produits bons pour l’environnement. »

« Notre objectif est de redonner au site sa vocation agricole initiale », déclare Ghislain Lacombe, directeur de l’ingénierie et de l’environnement chez Waste Management. « La technologie utilisée dans le cadre du projet pourrait être appelée à générer d’importants bénéfices environnementaux au-delà des frontières du Québec, puisque Waste Management a des installations ailleurs au Canada et aux États-Unis. »

Implication de la communauté polytechnicienne

Outre le professeur Yves Comeau, plusieurs membres de la communauté de Polytechnique Montréal participent au projet PhytoVaLix.

Timea Torok, étudiante à la maîtrise recherche, a participé au projet au sein du laboratoire du Centre de recherche, développement et validation des technologies et procédés de traitement des eaux (CREDEAU). Louis-Clément Barbeau, récemment diplômé à maîtrise professionnelle, a procédé à une expérimentation sur le terrain dans le cadre de ses études.

Fatoumata Binta Ba, étudiante au baccalauréat en génie chimique, a réalisé un stage en lien avec le projet chez Ramea phytotechnologies à l’été 2019. Mélanie Bolduc et Gabriel St-Jean, techniciens au Département des génies civil, géologique et des mines, participent aussi au projet PhytoVaLix.

Xavier Lachapelle-Trouillard, responsable de la recherche et du développement et directeur de l’équipe technique du projet chez Ramea phytotechnologies, a complété récemment une maîtrise recherche à Polytechnique Montréal. Soulignons qu’il a participé auparavant à un projet similaire pour le traitement et la valorisation d'eaux usées municipales, nommé PhytoValP, qui a été réalisé par Polytechnique Montréal et l’Institut de recherche en biologie végétale, en collaboration avec Ramea phytotechnologies à Saint-Roch-de-l’Achigan dans la région de Lanaudière.

Les partenaires et les dignitaires présents lors du dévoilement du projet PhytoVaLix, auquel contribuent le professeur Yves Comeau et plusieurs membres de la communauté de Polytechnique. (Photo : Waste Management)

De gauche à droite : Ghislain Lacombe, directeur de l’ingénierie et de l’environnement chez Waste Management; Yves Comeau, professeur titulaire au Département de génies civil, géologique et des mines de Polytechnique Montréal; Marguerite Blais, députée de Prévost et ministre responsable des Aînés et des Proches aidants; Michel Labrecque, chef de la division recherche et développement scientifique du Jardin botanique de Montréal, chercheur à l’Institut de recherche en biologie végétale et professeur associé à l’Université de Montréal; Louise Gallant, mairesse de Sainte-Sophie; Francis Allard, président et cofondateur de Ramea phytotechnologies; Bruno Laroche, préfet de la MRC de La-Rivière-du-Nord; Guy Charbonneau, maire de la ville de Sainte-Anne-des-Plaines. (Photo : Waste Management)

En savoir plus

Fiche d'expertise du professeur Yves Comeau
Fiche d'expertise du Centre de recherche, développement et validation des technologies et procédés de traitement des eaux (CREDEAU)
Page du Département des génies civil, géologique et des mines

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