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Patrick Drogui et l’électrotechnologie pour le traitement des eaux usées

Quand purification rime avec électrification
17 avril 2012 // par Joël Leblanc

Estrogènes de synthèse, ingrédients actifs des pilules anticonceptionnelles, bisphénol A, additif présent dans de nombreux plastiques, traces de médicaments tel l’ibuprophène : ce que contiennent nos eaux usées n’a plus grand-chose à voir avec celles d’il y a cinquante ans. Elles transportent en effet des substances qui peuvent avoir des effets nocifs sur la santé, et ce, même si leurs concentrations sont très faibles. À nouveaux problèmes, nouvelles solutions. Parlez-en à Patrick Drogui, chimiste et professeur au Centre Eau Terre Environnement de l’INRS, qui traite les eaux usées en y faisant courir de l’électricité. Les technologies vertes qu’il conçoit dans son Laboratoire d’électrotechnologies environnementales, le LEEPO, pourraient bien un jour être adoptées par le Québec.

 

Basées sur l’ajout de produits chimiques et la biodégradation par des bactéries, « les méthodes classiques de traitement des eaux ne parviennent pas à faire disparaître les nouveaux polluants organiques très persistants », indique d'entrée de jeu Patrick Drogui.

 

Mais en quoi consiste le traitement des eaux usées par électrolyse? On y plonge d’abord deux plaques de matière conductrice appelées électrodes. En les mettant sous tension, on force le courant électrique à traverser le bassin d’eau. En gros, l’énergie injectée de force a un effet destructeur sur les molécules indésirables. « L’électrolyse apporte un double avantage, mentionne le chercheur. Non seulement elle permet de détruire des polluants qui résistaient jusqu’ici aux traitements conventionnels, mais elle ne nécessite aucun ajout de produit chimique dans l’eau. » Les technologies novatrices de Patrick Drogui se distinguent donc par leur impact nul sur l’environnement.

 

L’électrotechnologie en quatre temps

« Dans mon Laboratoire d’électrotechnologies environnementales et procédés oxydatifs, le LEEPO, nous tentons de découvrir les meilleures combinaisons de voltage, d’ampérage, de matériaux et de format des électrodes répondant aux besoins particuliers de chaque étape de la purification », relate Patrick Drogui. Son équipe et lui en sont ainsi venus à développer quatre techniques de purification de l’eau adaptées aux différentes étapes de l’assainissement.

 

Patrick Drogui commence par identifier les électrodes les plus appropriées pour dégrader les polluants persistants : c’est ce qu’on appelle la voltampérométrie (l’électrochimie analytique). Lors de cette première étape d’assainissement, le courant électrique qui parcourt l’eau s’attaque aux composés phénoliques, aux composés organochlorés et aux métabolites des médicaments, pour ne nommer qu’eux.

À cette étape, Patrick Drogui tient aussi compte d’un effet secondaire intéressant de l’électrolyse : « L’électricité peut briser les molécules d’eau (H2O) pour produire de l’oxygène actif  (espèces oxygénées réactives, EOR), notamment les radicaux hydroxyles. Possédant un fort pouvoir oxydant, cet oxygène actif élimine divers polluants comme les perturbateurs endocriniens et certains germes pathogènes. »

 

L’électrolyse permet ensuite d’accélérer la coagulation et la floculation. Le courant électrique a en effet la capacité d’accélérer l’agglomération des matières en suspension (par effet du champ électrique), ce qui facilite leur élimination. C’est une étape de clarification qui permet d’éliminer simultanément les métaux, les huiles et les graisses, les matières en suspension, les bactéries et plus encore.

 

Finalement, Patrick Drogui combine l’électrotechnique à des membranes filtrantes pour purifier les eaux à leur maximum. Ces membranes semblent imperméables, mais elles sont traversées de trous microscopiques qui laissent passer les molécules d’eau tout en retenant les grosses impuretés : « On s’attaque autant aux petites impuretés, par l’électrolyse, qu’aux plus grosses particules, par filtration. »

 

Les travaux de Patrick Drogui vont bon train dans ses laboratoires financés par la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) et le gouvernement du Québec. Déjà, des tests menés à plus grande échelle dans des stations d’épuration de la région de la Capitale-Nationale s’avèrent prometteurs : « Le prochain défi réside dans l’établissement de normes. Ici, au Québec, contrairement à l’Europe, on n’a pas encore établi de limite de concentration pour ces nouveaux polluants dans les eaux rejetées. Lorsque ce sera fait, les usines d’épuration municipales et industrielles devront se plier aux nouvelles normes et nous serons prêts! », assure Patrick Drogui. ♦

 

 

Photo du haut : Patrick Drogui est entouré de quelques membres de son équipe dans un de ses laboratoires du Centre Eau Terre Environnement

Photo de gauche au centre : Le Laboratoire d’électrotechnologies environnementales et procédés oxydatifs (LEEPO), situé dans le Parc technologique du Québec métropolitain

 


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« Patrick Drogui et l'électrochimie pour la traitement des eaux usées : Quand électrification rime avec purification » de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS) est mis à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Paternité - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification 2.5 Canada. Les autorisations au-delà du champ de cette licence peuvent être obtenues en contactant la rédaction en chef. © Institut national de la recherche scientifique, 2012 / Tous droits réservés / Photo (haut) © Denis Chalifour Photo (centre) © Jean-Michel Thériault

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